Осмотическая система очистки воды на сегодняшний день считается самой прогрессивной и востребованной, у которой наивысшая степень очистки. Применение системы позволяет удалить из воды до 99-ти процентов всех известных загрязнителей, пропуская сквозь мембрану только молекулы кислорода и воды, защищая тем самым человеческий организм от влияния вредных веществ. Системы для воды, работающие по принципу обратного осмоса, делают воду не только вкусной, но и полезной, избавляя ее от примесей.
Преимуществ использования осмотической очистки очень много, вот только некоторые из них:
- вода идеально чистая, даже чище, нежели минеральная бутилированная.
- Благодаря встроенному минерализатору, вода насыщается полезными веществами - минералами.
- У вас под рукой будет неограниченное количество абсолютно чистой воды, которую можно использовать для любых целей - приготовления пищи, питья, купания, стирки.
- Отсутствие отложений на бытовых водонагревательных устройствах.
- Безопасная вода для детей.
Необходимость в чистой воде
Без воды невозможно существование ничего живого на Земле. В течение всей своей жизни человек употребляет до 75-ти тонн воды, «выпивая» при этом почти 90 процентов всех болезней, как утверждал знаменитый ученый Луи Пастер. Да и данные Всемирной организации здравоохранения также это подтверждают - ежегодно от употребления некачественной воды умирает более 25 миллионов человек на Земле. К тому же грязная вода почти на тридцать процентов ускоряет процесс старения. А в водопроводной воде, несмотря даже на наличие городских водоочистительных сооружений, содержатся десятки вредных химических соединений, а из них наиболее опасными считаются соли тяжелых металлов, растворенное железо, нитраты, пестициды, активный хлор и прочие.
Осмотические системы очистки воды самые современные, эффективные, но в то же время и самые сложные устройства. Первоначально такие системы разрабатывались для очистки воды в космических кораблях и подводных лодках, в замкнутой системе. Но сейчас они широко применяются в промышленности и в быту - в промышленности их используют для обессоливания и опреснения морской воды, также для качественной очистки в химической, медицинской и пищевой промышленности - при производстве соков, бутилированной воды, алкогольной продукции.
Технология очистки
В осмотической системе загрязненная вода вначале проходит через три , после чего поступает на полупроницаемую мембрану, где происходит ее разделение на чистую и грязную воду, выводимую в дренаж или канализацию. В процессе очистки очищенная вода скапливается в специальной емкости, а уже оттуда через кран подается потребителям. По пути из емкости вода проходит сквозь фильтр финишной очистки и встроенный минерализатор, который обогащает ее полезными веществами ионами натрия, калия, магния кальция, что делает ее максимально полезной и повышает вкусовые качества.
Самый важный элемент осмотической системы очистки - полупроницаемая мембрана, диаметр которой составляет до 1-го Ангстрема (0,1 нанометра), что равняется размеру одной молекулы воды. В принципе, осмотическая система осуществляет на атомарном уровне, поскольку через нее проходят только молекулы растворенного кислорода и воды. Ну а так как размер большинства веществ, содержащихся в воде больше 1-го Ангстрема, то они сквозь мембрану не проходят, остаются на ней. По мере загрязнения мембраны она промывается обратным током воды, после чего все это смывается в канализацию.
Благодаря такому барьеру из нее удаляются абсолютно все посторонние примеси, так что по своим свойствам очищенная вода близка к дистиллированной. Скептикам это дает повод утверждать, что после такой очистки вода становится вредной для здоровья, так как из нее вместе с вредными, удаляются и полезные элементы. А как известно, постоянное употребление дистиллированной воды не очень полезно для здоровья людей. Тем не менее, это не так, потому что минерализатор вновь насыщает воду полезными минералами. Поэтому можно с уверенностью говорить, что осмотическая система очистки воды - это лучшее, что придумано на данный момент.
Технология, позволяющая опреснить соленую воду и очистить пресную от растворенных в ней примесей, называется обратным осмосом. Вопрос о том, что несет в себе обратный осмос – вред или пользу для нашего здоровья, – встает перед всеми, кто хочет выбрать эффективное устройство для очистки питьевой воды. Рассмотрим особенности, основные недостатки и достоинства подобной системы фильтрации, широко используемой в бытовых фильтрах, чтобы определится с ответом на этот вопрос.
Система обратного осмоса была разработана более века назад, но реальное ее применение началось во второй половине ХХ столетия. Первоначально подобный способ фильтрации использовался в промышленности, а после того как удалось минимизировать затраты и размер устройства, стал применяться и в быту.
Споры о том, обратный осмос несет вред здоровью или пользу, не утихают уже долгие годы.
Природный и обратный осмос
Для понимания целей и процессов обратного осмоса рассмотрим явление прямого осмоса.
Осмосом называют одно из важнейших природных явлений. Его примером служит поглощение воды корнями растений из почвы. Суспензия с меньшей концентрацией имеет природную тенденцию мигрировать в раствор с большей концентрацией, проходя через полупронецаемую мембрану под давлением.
При обратном осмосе мы наблюдаем противоположный описанному выше явлению процесс, когда жидкость освобождается от растворенных в ней частиц. Осмос происходит естественным путем без применения энергии. Для осуществления обратного процесса к более сложному физиологическому раствору необходимо приложить давление. При этом мембрана играет роль своеобразной двери, пропускающей только вещества, габариты которых меньше либо равны диаметру молекул воды (кислород, хлор и некоторые другие примеси свободно проникают через нее).
Миф № 4. Доочищенная вода становится безвкусной
Этот миф активно распространяется и сбивает с толку многих потребителей. С одной стороны, это действительно так, ведь мы привыкли пить хлорированную воду с высоким содержанием тяжелых металлов. Металлический привкус на языке нам привычен и даже приятен. Но кристально чистая вода не должна его иметь.
При ежедневном использовании воды, очищенной системой обратного осмоса, по-новому раскроется вкус кулинарных шедевров, вы узнаете, какими на самом деле являются любимый кофе или чай, если не ощущать при их питье привкус хлора и железа. Оздоровится организм, начнут вымываться камни и песок из почек.
Качество водопроводной воды в большинстве случаев оставляет желать лучшего – в ней можно найти и минеральные вещества, и органические примеси, и вредные микроорганизмы, вызывающие развитие опасных инфекционных заболеваний. Именно поэтому в том виде, в котором есть, водопроводную воду употреблять нельзя. Среди всех специализированных фильтров, представленных на рынке, особого внимания заслуживает обратный осмос для очистки воды. Эти системы перспективные, надежные и обеспечивают высокое качество очистки. Подробнее об их функциях и характеристиках – далее.
Осмос – это явление, которое лежит в основе обмена веществ живых организмов. Осмос подразумевает поступление питательных веществ в клетки организма человека с последующим выведением метаболитов. Нормальное течение данных процессов возможно благодаря наличию полупроницаемой мембраны, пропускающей только молекулы воды. Движущая сила – осмотическое давление.
Об обратном осмосе говорят тогда, когда на концентрированный раствор оказывается воздействие внешним давлением. При этом величина этого давления должна превышать показатели осмотического. Молекулы воды перемещаются в обратном направлении – от более концентрированного состава к менее концентрированному. В итоге повышенное давление, показатель которого выше показателя осмотического, заставляет молекулы воды диффундировать уже в обратном направлении.
Обратный осмос для очистки воды – что это такое? Принцип работы
Очистка воды обратным осмосом состоит из ряда последовательных процессов:
- Предочистка.
- Прохождение жидкости через мембрану.
- Накопление уже отфильтрованной воды.
- Финишная очистка.
- Осуществление разлива воды через кран.
Фильтры обратного осмоса: особенности работы и нюансы выбора
Чтобы система обратного осмоса очищала максимально качественно, к ее выбору нужно подходить с умом. Ориентируйтесь на следующие факторы:
- Давление в системе – от него зависит и оптимальная комплектность фильтра. Если давление прыгает, дополнительно купите насос. При стабильных показателях применение нагнетателя не обязательно. В системе отмечаются амплитудные колебания? Установите регулятор давления для защиты от гидроударов. Учтите, что при низком давлении в системе ресурс мембраны снижается, фильтры предварительной очистки раньше времени выходят из строя, а бак заполняется водой не полностью, отмечается перерасход воды.
- Качество материалов – от типа и уровня первичного сырья, используемого для изготовления системы, зависит долговечность установки и степень очистки жидкости. Пластиковый корпус не должен иметь выраженный запах и/или пористые стенки. Если бактериальный состав материалов впитывается, поверхность начнет закисать. Некачественный пластик имеет низкую плотность, подвержен образованию трещин и сколов. Как понять, хорошая перед вами установка или нет? Самый верный способ – заказывать оборудование проверенных производителей, которые не позволяют себе применение некачественного пластика.
- Качество фитингов – от этого показателя, а также правильности соединения рабочих элементов, зависит бесперебойное функционирование системы.
- Мембрана – хорошая, она является гарантией глубокой очистки воды. В продаже есть устройства как с очень дорогими мембранами, так и доступными по цене элементами. Самые дешевые мембраны китайские, но ресурс они имеют ниже среднего (их хватит максимум на 2 года, и то при стабильном давлении в водопроводной системе).
- Число ступеней фильтрации – стандартно их пять (три предфильтра, обратный осмос, постфильтр). Возможна дополнительная комплектация картриджами – чем их больше, тем выше качество очистки и дороже сама система.
Эффективная очистка воды: преимущества системы обратного осмоса
Системы обратного осмоса позволяют получать воду высокой степени очистки, но на этом их преимущества не заканчиваются:
- Универсальность – обратный осмос подходит как для водопроводной, так и для скважинной воды.
- Неприхотливость в эксплуатации – ухаживать за мембраной просто, химические реагенты при этом использовать не требуется.
- Экологичность – системы обратного осмоса безопасны для среды и здоровья человека.
- Долговечность – стандартного фильтра для семьи из четырех человек хватит на год.
- Удобство – накопительный бак при отключении водоснабжения приходится как нельзя кстати.
Трубопроводная обвязка, арматура изготавливается из материалов, стойких коррозии. Работа систем полностью автоматизирована, устанавливать их можно горизонтально и вертикально. Чтобы продлить срок службы оборудования, своевременно заменяйте картриджи.
Есть ли у рассматриваемых систем недостатки? Да, так они быстро засоряются сульфатами, карбонатами, диоксидами, что негативным образом влияет на работу системы в целом. Без предварительной очистки система обратного осмоса работать не будет, а если будет, то недолго. Процесс очистки получается не быстрым и зависит от температуры воды, причем для горячей обратный осмос не подходит. Время заполнения бака водой достаточно продолжительное, при том ресурсы расходуются довольно расточительно – в канализацию попадает около 75% жидкости (которая не проходит через фильтр или не очищается). То есть потребитель получает очень хорошо очищенную воду, но сам процесс ее фильтрации занимает много времени, кроме того, около 75% жидкости сливается в канализацию. Летучие органические соединения осмос не улавливает, может пропускать гербициды и инсектициды. Некоторые противники данного способа фильтрации утверждают, что очищенная вода получается мертвой, но это вопрос спорный, тем более, вы всегда можете использовать минерализатор (он насытит жидкость питательными веществами и полезными для здоровья микроэлементами).
Как работает фильтры обратного осмоса и показатели его неисправности
Фильтр имеет ограниченный срок службы и при неблагоприятных условиях эксплуатации выходит из строя раньше времени. Принимать меры следует, если:
- есть перерасход воды;
- фильтры предочистки загрязняются быстрее, чем нужно;
- накопительный бак воду не выдает;
- некорректно работает насос.
Куда обратиться за помощью? Или в специализированный сервис, или в магазин, где вы совершали покупку. Системы являются ремонтопригодными – устранить можно практически любую неисправность.
Обратный осмос с точки зрения официальной науки
В последние годы ученые стали все чаще говорить о том, что человеку в принципе без разницы, какую воду пить – с высоким или, наоборот, низким содержанием солей. Почему? Потому что организм человека может поддерживать нормальный водно-солевой баланс самостоятельно. Если в воде мало кальция, это еще не повод отказываться от ее употребления. Ведь вы можете купить минерализатор или включить в рацион продукты, богатые данным микроэлементом.
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.
Вода после обратного осмоса: пить нельзя вылить
Обратный осмос – отличный выбор для тех людей, которые хотят употреблять в пищу идеально чистую воду. Стоят устройства дорого, но при условии выбора качественных систем вложения всегда окупаются. Однозначного мнения о качестве полученной путем обратного осмоса воды нет – одни исследователи говорят, что она живая, другие, что мертвая, третьи, что идеально очищенная, а четвертые, что такая жидкость содержит опасные для здоровья соединения. И все-таки, вода, полученная в результате данного способа очистки, является максимально качественной и пригодна для питья.
› Метод обратного осмоса: принцип
— Почему процесс носит таков странное название — обратный осмос? Что такое осмос и почему он обратный?
— Осмос (от греч. osmos — толчок, давление) — процесс самопроизвольного переноса растворителя (преимущественно воды) через полупроницаемую перегородку (мембрану), разделяющую два раствора с разной концентрацией. Например, чистую воду и раствор солей. Если мембрана пропускает только воду и не пропускает растворенные вещества, то вода будет проходить через мембрану в направлении к более концентрированному раствору до тех пор, пока не наступит равновесие и не выровняется давление (или концентрация) по обе стороны мембраны. Давление, при котором наступает это равновесие, называется осмотическим давлением раствора.
Это давление зависит от природы растворенного вещества и его концентрации. Осмос играет очень важную роль в жизни животных и растительных организмов. Именно осмотическое давление в живых клетках придает растительным и животным тканям прочность и упругость. Давление крови у человека составляет 7,7 атм, а в клетках пустынных растений — более 100 атм. Благодаря осмосу растения могут всасывать воду и растворенные в ней питательные вещества. Чувство жажды у человека также вызвано изменением осмотического давления крови. По отношению к осмотическому давлению крови жидкости подразделяются на три типа: гипотонические, изотонические и гипертонические.
— Изотонический раствор — это что-то из области медицины?
— Гипотонические растворы имеют более низкое осмотическое давление , чем в крови (в них меньше содержание солей); изотонические — одинаковое давление; гипертонические — более высокое давление. Вот почему в сталелитейных цехах рабочим дают пить солоноватую воду для предотвращения обезвоживания организма, а спортсмены пьют специальные изотонические напитки для утоления жажды.
Процесс обратного осмоса заключается в фильтрации растворов через полупроницаемую мембрану под давлением, превышающем осмотическое, при этом через мембрану проходит преимущественно вода, а растворенные вещества остаются в растворе. Движущей силой этого процесса является разность приложенного и осмотического давлений.
— Расскажите немного об истории технологии обратного осмоса?
— Обратный осмос относится к мембранным процессам
разделения компонентов растворов и суспензий, так как разделение происходит на полупроницаемой перегородке, называемой мембраной. Это обстоятельство коренным образом отличает обратный осмос от других методов очистки
. Применение мембран для отделения одних компонентов раствора от других имеет очень давнюю историю, восходящую еще к Аристотелю, впервые обнаружившему, что морская вода
опресняется, если ее пропустить через стенки воскового сосуда. Изучение этого явления и других мембранных процессов началось гораздо позже, в начале XVIII века, когда Реомюр использовал для научных целей полупроницаемые мембраны природного происхождения.
Но до середины 20-х годов уходящего века все эти процессы имели сугубо теоретический интерес, не выходя за пределы лабораторий. В 1927 году немецкая фирма «Сарториус» получила первые образцы искусственных мембран. После Второй мировой войны американцы, используя немецкие наработки, наладили производство ацетатцеллюлозных и нитроцеллюлозных мембран. Лишь в конце 50-х — начале 60-х годов с началом широкого производства синтетических полимерных материалов появились первые научные работы, которые легли в основу промышленного применения обратного осмоса.
Первые промышленные обратноосмотические системы появились только в начале 70-х годов. Поэтому обратный осмос — сравнительно молодая технология по сравнению с тем же ионным обменом или адсорбцией на активированных углях. Тем не менее, метод обратного осмоса стал одним из самых экономичных, универсальных и надежных способов очистки воды, который позволяет снизить концентрацию коллоидных и растворенных компонентов на 96 — 99% и практически на 100% избавиться от микроорганизмов и вирусов. Так как качество водопроводной воды во всем мире после повального применения ДДТ значительно ухудшилось, возникла проблема эффективной очистки воды в бытовых условиях от разнообразных загрязнителей. Поэтому на основе промышленных схем и имевшихся бытовых картриджных систем очистки были разработаны недорогие, надежные и эффективные бытовые обратноосмотические системы.
— Пожалуйста, расскажите об устройстве этих систем подробнее.
— По сравнению с промышленными бытовые обратноосмотические системы устроены намного проще и компактнее. Размеры позволяют поместить их под стандартной кухонной мойкой. Для нормальной работы им достаточно давления водопроводной воды (3,5 — 4 атм). При давлении воды менее 2 — 2,5 атмосфер необходим повышающий давление насос. Бытовые обратноосмотические фильтры оснащены небольшим гидроаккумулятором, который устраняет неудобства, связанные с невысокой производительностью, а также автоматическим диафрагменным клапаном, отключающим систему при его заполнении.
Стандартная конфигурация бытовой системы включает в себя пятимикронный механический картридж, предохраняющий мембрану от загрязнения и повреждения механическими частицами, и угольный предфильтр, защищающий ее от разрушающего воздействия остаточного хлора. После предварительной очистки вода подается на мембрану. Та вода, которая прошла через мембрану, поступает в накопительный мембранный бак. А та, что не прошла, стекает в канализацию.
— Получается, что обратноосмотические системы сбрасывают часть воды. Почему не может быть отфильтрована вся вода?
— Первые лабораторные установки на плоских мембранах работали в режиме тупиковой фильтрации. Однако это приводит к концентрированию растворенных веществ у поверхности мембраны, что влечет за собой ухудшение производительности и качества очищенной воды. На поверхности мембраны происходит осаждение малорастворимых соединений (солей жесткости, железа, органических соединений), что, в конечном итоге, выводит мембрану из строя. Поэтому процесс обратного осмоса всегда проводят в режиме тангенциальной фильтрации (cross-flow): разделяемый поток движется в осевом направлении по межмембранным каналам рулонного модуля, а фильтрат — спиралеобразно по дренажному материалу и поступает в отводящую трубку. Концентрат выходит с другой стороны модуля и либо весь поступает на сброс, либо часть его возвращается обратно на вход системы. Соотношение потоков регулируется таким образом, чтобы избежать появления отложений на поверхности мембраны. Количество сбрасываемой воды обычно составляет 30-45%.
Вернемся к устройству системы. На выходе из бака стоит финишный угольный фильтр и ультрафиолетовый стерилизатор. Угольный фильтр используется для доочистки воды от низкомолекулярных органических соединений, которые могут проникнуть через обратноосмотическую мембрану или попасть в чистую воду из резиновой груши бака-накопителя, придавая воде неприятный запах и вкус.
— Если через мембрану не могут пройти микроорганизмы и вирусы, зачем ультрафиолетовый стерилизатор? Тем более на хлорированной воде?
— Да, обратноосмотическая мембрана является непреодолимым барьером для бактерий и вирусов, и вода после мембраны получается практически стерильная. Однако могут возникнуть ситуации, когда повреждается мембрана. К тому же замена картриджей осуществляется не в стерильных условиях. Возможно обратное заражение очищенной воды в накопительном баке через кран. Одним словом, вероятность всегда отлична от нуля. Поэтому наличие УФ-стерилизатора является гарантией качества очищенной воды.
Некоторые системы оснащаются мощным насосом, встроенными средствами контроля качества воды, а также в них может отсутствовать накопительная емкость, так как они имеют достаточно высокую производительность. Такое оборудование уже относится к классу высококачественной бытовой техники, оно очень удобно в эксплуатации, однако стоит на порядок дороже, чем вышеописанные системы. Добавлю также, что системы, компоненты которых имеют разборную конструкцию (например, мембранный корпус, накопительный бак, УФ-стерилизатор), более гибки и дешевы в эксплуатации.
— В беседе Вы постоянно упоминаете полупроницаемые мембраны. Почему они пропускают только воду? Что они собой представляют?
— Механизм обратного осмоса на сегодняшний день достоверно неизвестен. Обратноосмотическая мембрана со стороны рабочей поверхности имеет селективный слой, который и участвует в разделении. Этот слой имеет очень мелкие поры, соизмеримые по своим размерам с молекулами растворенных веществ. Согласно наиболее распространенной теории, на поверхности селективного слоя мембраны и в ее порах образуется слой связанной воды, которая сильно отличается по свойствам от обычной воды. Связанная вода обладает пониженной растворяющей способностью и образует своеобразный барьер для многих веществ, но не для обычной воды. Полупроницаемые мембраны являются важнейшей составной частью обратноосмотических систем и именно они определяют качество и количество очищенной воды.
Каждая мембрана имеет показатели: селективность (степень задержания) по тому или иному компоненту и производительность. Как правило, мембраны сами по себе в виде пленки используются только для производства мембранных модулей. Мембранные модули могут иметь разнообразную конструкцию, но в настоящее время наиболее распространены рулонные мембранные модули на основе обратноосмотических композитных тонкослойных (TF) мембран.
— Производители других питьевых систем утверждают, что пить такую обессоленную воду вредно для организма, поскольку в ней практически отсутствуют полезные минеральные вещества.
— Во-первых, растворенные минеральные вещества в тех количествах, в которых они содержатся в обычной воде, не обеспечивают потребности в них человеческого организма при нормальном водопотреблении.
Во-вторых, та форма, в которой они присутствуют в воде, плохо способствует их усвоению. Человеческий организм привык усваивать ионы и микроэлементы в том виде, в котором они присутствуют в растительной и животной пище, т. е. в виде органических комплексов.
В-третьих, пища обеспечивает поступление в организм более 90% всех минеральных веществ. Например, в молоке содержание кальция (иона, отвечающего за жесткость воды) в 40 раз превышает его содержание в воде московского водопровода. При этом молоко пить полезно, а вода с такой жесткостью неминуемо приведет к образованию камней в почках и отложению солей в суставах. Вишневый нектар (разбавленный сок) содержит железо в концентрации 4 мг/л, что более чем в 10 раз превышает допустимую норму для воды. Регулярное употребление воды с таким содержанием железа для печени вреднее алкоголя. Лучше съесть одно яблоко, чем выпить 5 литров жесткой и железистой воды. Для обеспечения необходимой потребности в минеральных веществах человек должен, прежде всего, иметь полноценное питание.
И, в-четвертых: много ли Вы пьете воды?
— Литр кофе в день.
— То-то и оно, что кофе. За счет своих высоких экстрактивных (извлекающих) свойств такая вода хорошо подходит для приготовления пищи, а также разнообразных напитков: кофе, чая, коктейлей (). Супы и борщи получаются более наваристыми и вкусными (), чай и кофе — более ароматными и насыщенными. При умывании такой водой исключается аллергическая реакция со стороны чувствительной кожи.
Эта вода часто используется в пищевой промышленности. Например, те же фруктовые соки в пакетах. Эти соки на Лианозовском или Останкинском заводе только разбавляются из концентрата. Или нормализованное молоко и молокопродукты, приготовленные из порошкового молока. Другие потребители чистой воды — предприятия по производству пива, прохладительных напитков, ликероводочных изделий, бутилированной столовой воды и многого другого.
— С пищевым производством все понятно. А где еще требуется обессоленная вода?
— Помимо пищевых производств обратноосмотические системы поставляют воду для медицины, микроэлектроники, фармацевтики, парфюмерии, химической промышленности и теплоэнергетики.
— В теплоэнергетике? А ионный обмен?
— Вода для паровых котлов должна иметь очень низкое содержание растворенных веществ, особенно таких, как соли жесткости, окись кремния, железо. Обратный осмос позволяет снизить содержание этих компонентов до требуемых величин. Действительно, традиционно в этой области применяются деионизаторы с регенерацией ионообменных смол растворами кислот и щелочей. Эти устройства при сопоставимой с обратноосмотическими системами стоимости имеют ряд существенных недостатков. Это и необходимость содержания реагентного хозяйства, и большой объем агрессивных кислотно-щелочных стоков, что предъявляет особые требования к дренажной системе. Затраты на расходные материалы (кислоты, щелочи) составляют зачастую немалые суммы. Для обеспечения непрерывной подачи очищенной воды необходимо дублирование оборудования, поскольку не допускается перерыв в работе.
Обратноосмотические системы практически лишены этих недостатков. Они способны работать 24 часа в сутки, более удобны в эксплуатации, требуют гораздо меньше расходных материалов (ингибиторы, моющие растворы), имеют неагрессивные сточные воды.
— Из Ваших слов получается, что обратный осмос позволяет решить все проблемы, связанные с очисткой воды. Так ли это на самом деле?
— И так, и не так. Принципиально на обратноосмотической установке возможно очистить воду любого качества. Однако от качества исходной воды будет зависеть производительность установки и ее ресурс. Например, если исходная вода очень жесткая или содержит большое количество железа или марганца, обратноосмотическая установка проработает на такой воде недолго и может выйти из строя. Потому что на поверхности рабочих колес насоса высокого давления и мембран образуются отложения, значительно снижающие производительность системы. Поэтому существует ряд требований к качеству исходной воды, при соблюдении которых обеспечивается большой срок эксплуатации без замены или промывки мембран.
Как правило, исходная вода проходит предварительную очистку. Состав системы предочистки определяется качеством исходной воды: при работе на хлорированной водопроводной воде устанавливают угольный фильтр. Подземные воды часто содержат железо и марганец, попадание которых в обратноосмотическую систему недопустимо. Для их задержания устанавливают обезжелезиватель. Иногда достаточно дозирующего насоса, который подает в исходную воду раствор ингибитора, препятствующего образованию отложений. Для предотвращения роста бактерий в стерильной воде устанавливают УФ-стерилизатор или озонатор. Поэтому обычно проблему получения чистой обессоленной воды решают комплексно, с привлечением других методов водоочистки.
— Существуют ли другие мембранные методы разделения, помимо обратного осмоса?
— Конечно: микрофильтрация, ультрафильтрация, нанофильтрация, электродиализ, первапорация и многие другие. Но это тема для отдельного разговора.
Беседовал Кирилл Иванов
› › Метод обратного осмоса: принцип
Среди бытовых систем подготовки питьевой воды к употреблению относительно недавно появился новый вариант, который называют обратным осмосом. Этот набор фильтров и специальной мембраны стоит немало, но способен дать фору практически любому аналогу.
Имеет ли смысл раскошелиться? Чтобы получить ответ на этот вопрос, нужно узнать как работает обратный осмос, а затем соотнести затраты и результат. С нашей помощью процесс ознакомления с передовой очистной системой пойдет гораздо быстрее и эффективней.
Мы собрали и систематизировали для вас всю полезную и достоверную информацию о мембранной установке очистки воды. Для полноты восприятия дополнили текстовый материал схемами, иллюстрациями и видео с рекомендациями будущим покупателям.
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.
Галерея изображений
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.
Отдельные элементы системы
Наиболее дорогостоящим и основным элементом системы обратного осмоса является мембрана. Она представляет собой микропористый материал, скрученный в один или несколько слоев вокруг перфорированного пластикового сердечника. Сверху мембрана закрыта пластиковым защитным чехлом, который закреплен уплотнительными кольцами.
Вода поступает внутрь корпуса мембраны и проходит через пористый наполнитель. При этом молекулы чистой воды проникают через пористый сердечник и далее перемещаются в накопительный бак.
Но загрязнения с некоторым количеством воды не могут преодолеть мембранный барьер. Они выходят из противоположного конца мембранного блока и утилизируются.
Важным фактором при этом является наличие фильтров предварительной очистки: двух механических и одного угольного. Первый механический фильтр отсекает все нерастворимые загрязнения, размер которых превышает 0,5 микрон. Это могут быть песчинки, частички ржавчины и прочая подобная “механика”.
Далее вода проходит сквозь , который удерживает молекулы различных химических веществ: соединений хлора, которые неизменно присутствуют в водопроводной воде, а также тяжелых металлов, проникших из почвы пестицидов, растворенного железа и других включений органического или неорганического происхождения.
Механические и угольный фильтры в системе обратного осмоса требуют замены каждые четыре-шесть месяцев. Необходимые картриджи можно приобрести в виде комплекта
После этого еще один механический одномикронный фильтр завершает предварительную очистку воды. В результате на мембрану поступает вода, не содержащая загрязнений, которые могут повредить или преодолеть его.
Эти фильтры нуждаются в регулярной замене каждые несколько месяцев. Но стоят они на несколько порядков дешевле, чем мембрана, а своевременная замена может значительно продлить срок ее службы.
Для сбора очищенной воды используют накопительный бак. Его емкость может варьироваться в пределах 4-12 литров, это зависит от производительности системы. Для производства таких баков обычно используется сталь высокого качества. Снаружи емкость покрывают слоем прочной эмали. Внутри устанавливают силиконовую прокладку, которая разделяет бак на две части.
С одной стороны прокладки находится собранная чистая вода, с другой – воздух. Количество воздуха в камере можно изменять с помощью ниппеля, расположенного на воздушной стороне бака.
Воздух создает внутри накопительного бака дополнительное давление, которое способствует перемещению воды к крану с необходимым напором. Разумеется, на баке имеется выход для подключения шланга, по которому питьевая вода перемещается к крану.
Обычно этот кран устанавливают на мойке. Если даже подача воды через водопровод будет по каким-то причинам прекращена, в баке останется некоторое ее количество, что сделает проблему менее острой. В этой ситуации для полного опорожнения накопительного бака имеет смысл повысить давление, закачав воздух через ниппельное соединение.
Степень очистки воды с помощью системы обратного осмоса приближает ее к дистиллированной. При этом мембрана пропускает молекулы растворенного в воде кислорода, что повышает ее качество.
Для улучшения вкуса воду можно пропустить через минерализатор или другие модули. Но она пригодна для питья и непосредственно после прохождения мембранной очистки. Нет необходимости кипятить ее для питья.
В качестве дополнительного модуля, улучшающего качество питьевой воды, системы обратного осмоса могут быть дополнены минерализатором или биокерамическим картриджем. Минерализатор используют для обогащения воды такими полезными веществами, как кальций, натрий, магний и т.п.
Все эти минералы оказывают положительное воздействие на нервную и сердечно-сосудистую системы человека, предотвращают возникновение множества опасных заболеваний, стимулируют нормальный уровень кислотности крови и т.п.
Минерализатор в системах обратного осмоса используется для того, чтобы обогатить очищенную воду минеральными веществами и сделать ее более полезной для здоровья
Биокерамический картридж действует иначе. В составе его “начинки” имеются шарики, состоящие из запеченной глины и кусочков турмалина. Этот минерал способен оказывать исключительно полезное для воды воздействие. Он способствует изменению структуры воды, что в конечном итоге благотворно отражается на эндокринной системе и укреплении иммунитета.
Со временем ресурс таких дополнительных модулей исчерпывается, они требуют периодической замены. Поэтому здесь удобнее использовать кран с двумя вентилями.
На один вентиль подают воду непосредственно из накопителя, а на второй – прошедшую через минерализатор. Обогащенную полезными веществами воду используют только для питья, а готовят на воде без минералов.
О правилах выбора системы очистки воды для автономного водопровода частного дома ознакомит одна из нашего сайта.
Преимущества и недостатки обратного осмоса
Высокая степень очистки и гарантированное качество питьевой воды – главное достоинство систем обратного осмоса. По оценкам, в очищенной этим способом воде содержание посторонних веществ в десять раз ниже, чем минимально допустимая норма. Особенности конструкции мембраны исключают случайное попадание загрязнений в поток очищенной воды.
Эта схема подробно демонстрирует устройство и принцип работы мембраны обратного осмоса, которая позволяет получить очищенную воду – пермиат – и удалить загрязненную часть – концентрат
Такую воду можно смело употреблять для питья и приготовления пищи, ее можно давать детям и домашним питомцам. Для здоровья вода, полученная по технологии обратного осмоса, значительно полезнее, чем кипяченая водопроводная вода. Аквариумисты используют такую воду для дополнения объема аквариумов без отстаивания.
Несмотря на более сложную конструкцию по сравнению с обычными бытовыми фильтрами, выполняется без особых проблем. Все необходимое для монтажа обычно поставляется в комплекте. Почти все элементы или их модификации можно приобрести отдельно.
Система занимает не слишком много места, чаще всего бак и набор фильтров с мембраной закрепляют прямо под мойкой. А компактный кран для питьевой воды, установленный на мойке, обычно прекрасно вписывается в интерьер.
Размеры компонентов системы обратного осмоса невелики, обычно их можно без труда установить под мойкой. В комплект входит набор узких шлангов для соединения отдельных элементов системы
Основной недостаток систем обратного осмоса – высокая изначальная стоимость комплекта. Дальнейшее обслуживание системы также потребует затрат на замену картриджей фильтров, но они стоят значительно меньше.
Каждые несколько лет придется заменять мембрану, цена которой может составлять около 50 долл. Но расчеты показывают, что в результате затраты на чистую воду обойдутся семье все же дешевле, чем приобретение питьевой воды у сторонних поставщиков.
Эффективность мембраны в системе обратного осмоса постепенно уменьшается, ее необходимо заменять каждые несколько лет. Этот срок варьируется в зависимости от условий эксплуатации
Еще одна особенность системы обратного осмоса, которую с натяжкой можно счесть недостатком, это низкая производительность. Очищенная вода просачивается через мембрану очень медленно, стандартная производительность мембраны составляет около 150-300 литров в сутки.
При этом больше половины воды, поступившей из водопровода, уходит в канализацию, что в некоторой степени отражается на размере коммунальных платежей.
Но если объем накопительного бака подобран правильно, то проблемы могут ненадолго возникнуть только при запуске системы непосредственно после установки или после ее длительного простоя с опустошенным накопительным баком.
Галерея изображений
Все фильтры установки обратного осмоса подлежат периодической замене. Сроки ее выполнения обозначены производителем
Для смены картриджа нужно всего лишь открутить нижнюю часть фильтрующего модуля и установить новый картридж
Размер сменных элементов должен соответствовать размеру пластиковой колбы. В идеале лучше купить картриджи от производителя системы очистки
Как выбрать подходящую модель?
Размеры элементов систем обратного осмоса обычно соответствуют определенному стандарту, но не всегда. Использование системы со стандартными параметрами дает более широкий выбор заменяемых элементов. Практика показывает, что изделия отечественного производства, которые дешевле зарубежных аналогов, по качеству мало чем отличаются от последних.
Картриджи предварительных фильтров системы обратного осмоса, а также мембрана и постфильтр требуют периодической замены. Ее не сложно выполнить самостоятельно в соответствии с инструкцией изготовителя
Разумеется, покупку лучше совершать непосредственно у изготовителя, у верифицированного дилера или в надежном магазине. Хорошие системы обратного осмоса имеют технический паспорт, официальную гарантию, подробную инструкцию по установке и эксплуатации, а также сертификаты качества.
Размеры накопительного бака зависят от потребностей семьи, а также от размеров пространства, в котором будет установлен прибор. Емкость максимальных размеров будет уместна для дома, в котором проживает большая семья, наиболее востребованными считаются баки объемом около 8-10 литров.
Важный показатель – рабочее давление в водопроводной системе . Оптимальным считается показатель в 2,8 бар. Если давление слишком низкое, имеет смысл купить систему обратного осмоса со встроенной помпой, которая обеспечит достаточный напор питьевой воды. Если же давление в водопроводе значительно выше, понадобится установить редуктор понижения давления.
Если отдельные элементы системы обратного осмоса имеют стандартные размеры, проще будет найти подходящие картриджи для замены. Этот момент следует уточнить перед покупкой
Самого пристального внимания требует мембрана системы обратного осмоса. Этот элемент должен быть неизменно высокого качества и с подходящей производительностью. Для небольшой семьи оптимальным считается показатель около 7 литров в час.
Не имеет смысла переплачивать за более производительную мембрану, если в ней нет необходимости. Для сравнения: устройство с производительностью 15 литров в час без труда удовлетворяет потребности в чистой воде небольшого предприятия общественного питания.
Стандартным считается набор, включающий пять основных ступеней очистки: три предварительных фильтра, мембрана и постфильтр. Наполнение этого последнего элемента может варьироваться.
Ранее уже упоминался минерализатор и биокерамический картридж. Популярным решением также считается установка картриджа, содержащего скорлупу кокосового ореха, активированный уголь и ионов серебра.
Эти вещества обеззараживают воду, дополнительно ее очищают и придают ей приятный вкус. Еще одним интересным вариантом постобработки воды является ультрафиолетовый обеззараживатель. Некоторые модели систем обратного осмоса позволяют использовать одновременно несколько разных картриджей.
Системы обратного осмоса – надежный и удобный способ обеспечить свой дом достаточным количеством чистой питьевой воды. Да, цены на такие устройства остаются высокими, но они с лихвой окупаются, поскольку чистая питьевая вода снижает риск множества заболеваний и повышает качество жизни.