Установка обратного осмоса принцип работы

Как работает обратный осмос: принцип действия и устройство

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.

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.

В системе подготовки питьевой воды по принципу обратного осмоса используется несколько ступеней очистки

Модули очищающей установки располагаются в строго определенном порядке, гарантирующей повышение степени очистки с переходом воды из одной колбы в другую

Из водопровода вода сначала поступает в фильтр грубой очистки, удерживающий загрязнения размером до 5 мк, затем проходит через угольный модуль и снова очищается уже в фильтре тонкой очистки от частиц размером до 1 мк

После предварительной подготовки в трех первых фильтрах вода поступает в модуль с мембраной, проходя через которую вода освобождается от частиц меньше 1 мк, микробов и вирусов

Вода, прошедшая мембранную очистку, поступает в постфильтр, наполненный активированным углем. В нем она получает привычный вкус и запах чистой воды

Кроме угольного постфильтра в систему подготовки воды может быть включен минерализатор, обогащающий подготовленную к питью воду полезными микроэлементами

В процессе сборки системы нельзя менять расположение модулей, обозначенных производителем системы цифрами

В областях, где умягчение и обезжелезивание воды проводится силами местного водоканала, число фильтров предподготовки в системе можно уменьшить Установка для очистки обратным осмосомМодули очищающей воду установкиФильтры грубой и тонкой очистки водыМембранный фильтр обратного осмосаМодуль выравнивания вкуса и запахаМинерализатор обратного осмосаСтандартное расположение модулейЧисленность блоков предподготовки

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.

На этой схеме наглядно изображены пять ступеней очистки воды с помощью системы обратного осмоса: предварительная очистка через три фильтра, мембрана и доочистка

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:

Вода поступает из водопроводной системы на фильтры предварительной очистки.
Затем жидкость проходит процедуру обратного осмоса.
Очищенная вода поступает в накопительный бак.
Концентрат, содержащий отфильтрованные загрязнения, перемещается в канализацию.
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.

Эта схема демонстрирует разделение потока воды, очищенной с помощью системы обратного осмоса, на два потока: чистую воду и концентрат, который перемещается в канализацию

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.

Система обратного осмоса состоит из накопительного бака, комплекта из трех фильтров предварительной очистки, мембраны и постфильтра для доочистки и обогащения воды

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.

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.

На схеме можно увидеть состав мембраны для системы обратного осмоса: многослойный пористый материал, закрепленный в пластиковом корпусе вокруг перфорированного сердечника

Как уже ранее упоминалось, прямой контакт мембраны с обычной водопроводной водой может стать губительным. Дело в том, что ее поры очень мелкие – всего 0,0001 микрон. Мембрану нельзя вынуть, промыть и снова установить, как это делают с некоторыми механическими фильтрами грубой очистки.

Дорогостоящий элемент приходится полностью заменять каждые два-три года. Срок может изменяться в зависимости от условий эксплуатации мембраны: давления в водопроводной системе, количества и характера загрязнений, температуры воды и т.п.

В некоторых случаях мембрана может прослужить пять лет и даже дольше, иногда же замену приходится производить уже после первого года эксплуатации.

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 угольный фильтр, 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 мембранный фильтр 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 популярных статей 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, установка таких систем 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.

Рекомендуем статью по теме: Обратный осмос: вред и польза мембранной очистки водопроводной воды.

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.

Выводы и полезное видео по теме

Видео #1. Общий обзор принципов функционирования систем обратного осмоса можно посмотреть здесь:

Видео #2. В этом видеоролике подробно рассмотрена работа такой системы на примере модели “Гейзер Престиж М”:

Видео #3. Это видео позволяет сравнить особенности работы проточных фильтров и систем обратного осмоса:

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.

Хотите рассказать о личном опыте в установке и эксплуатации системы обратного осмоса? Есть сведения, которыми желаете поделиться с нами и посетителями сайта, возникли вопросы? Пожалуйста, оставляйте комментарии в блоке, расположенном под текстом статьи.

Промышленная установка обратного осмоса: правила, инструкция по установке, фильтры и принцип работы

Промышленные установки обратного осмоса характеризуются высокой степенью очистки воды и низким уровнем эксплуатационных затрат. Основным элементом рабочего модуля является блок мембран, через который пропускают жидкость. Создаваемое избыточное давление способствует процессу обратного осмоса – перетеканию «растворителя» (чистой воды) через мембрану. В отличие от традиционного химического обессоливания, такая технология более экологична, так как не требует использования агрессивных реагентов.

Назначение

Промышленные установки обратного осмоса применяются для очищения воды от минеральных солей с целью дальнейшего ее использования в промышленных, коммерческих и бытовых целях. Эта технология является очень перспективной, так как позволяет удалять из жидкости очень мелкие частицы – до 0,0001 мкм (соли кальция и магния, влияющие на жесткость воды, сульфаты, нитраты, молекулы красителей).

Очистка воды данным способом находит применение в таких областях, как:

уменьшение количества солей в водах, добытой из местных надземных (родники, реки, озера) и подземных источников;
опреснение морской (солоноватой) воды;
приготовление растворов для технологических процессов;
водоподготовка котельных и бойлерных установок;
финишная обработка сточной воды в замкнутом водообороте;
обеззараживание воды для медицинских целей;
пищевая промышленность – осветление, стабилизация и концентрирование соков, безалкогольных напитков и вин.

Чаще всего промышленные установки обратного осмоса входят в состав двухступенчатых систем очистки. На первом этапе жидкость проходит механическую фильтрацию, с помощью которой удаляют более крупные частицы.

Принцип работы установки обратного осмоса заключается в том, что очищаемую жидкость пропускают через полупроницаемые мембраны, которые полностью или частично задерживают молекулы. При прямом осмосе вода проходит в сторону раствора. Если приложить давление в первом составе выше равновесного (осмотического) значения, то вода будет двигаться в обратном направлении. Таким образом обеспечивается селективность очистки.

Необходимый уровень давления в установке фильтра обратного осмоса зависит от концентрации солей (чем она больше, тем выше давление). Так, при минерализации 20-30 г/л оно составляет 5-10 МПа. Оборудование для очистки может использовать собственный напор системы производственного водоснабжения или увеличенное давление среды (применение насосов). На степень чистоты воды влияет вид мембраны. При ее засорении система теряет свою эффективность, поэтому необходимо вовремя проводить техническое обслуживание этого узла.

Комплектация

Основными составными частями промышленных установок обратного осмоса являются:

основание (подставка);
фильтр для предварительной тонкой очистки (оборудование водоподготовки);
мембранные блоки (их количество определяется исходя из производительности одного блока и всей установки в целом);
насосы высокого давления для обеспечения необходимого перепада давления;
трубопроводная обвязка с контрольно-измерительными приборами и запорной арматурой;
промывной блок для очистки мембраны;
электрический шкаф управления и контроллеры.

Современные установки имеют модульную конструкцию, что позволяет производить окончательную сборку на месте монтажа с выбранными характеристиками, которые при необходимости можно изменить. Основной блок – это напорные корпуса с обратноосмотическими мембранами. Дополнительно установка системы обратного осмоса может комплектоваться следующими видами оборудования:

система подготовки воды перед осмотической очисткой;
емкости чистой или исходной жидкости;
система диспетчеризации.

В состав оборудования может также входить система для ингибирования отложения солей (карбонатов, сульфатов и фосфатов) на мембранах, которая включает насос-дозатор для подачи реагента, датчики уровня, клапаны и трубки. Установка насоса в обратном осмосе производится отдельно. Его крепят на емкости с реагентом при помощи кронштейна, после чего монтируется линия забора реагента и датчик уровня в емкости. Это технологическое оборудование позволяет продлить срок службы мембран и снизить расходы на обслуживание. Антискалант (ингибитор осадкообразования) добавляют в воду в концентрации 2-5 мг/л.

Основные характеристики

Установки различаются по нескольким главным параметрам:

Чистота потока, пропускаемого через мембрану (80-99,8%).
Величина пор осмотической мембраны (для удаления тяжелых органических частиц не требуется установка мембран особо тонкой очистки).
Производительность.

Типы мембранных модулей

По расположению и виду выделяют следующие основные типы мембран:

Трубчатые. Мембрана расположена по внутренней цилиндрической поверхности трубы, поток очищенной воды выходит через боковые отверстия, а взвешенные частицы осаждаются вниз. Диаметр трубок чаще всего находится в пределах 4-25 мм, они размещаются в корпусе параллельно или последовательно. Достоинствами такой схемы являются высокая скорость потока (до 6 м/с), отсутствие необходимости в предварительной тонкой фильтрации, легкое техническое обслуживание. К недостаткам относятся большие габариты и высокая себестоимость обработки.
Волоконные. Используются полые волокна диаметром 0,6-2 мм. Вода может протекать как внутри них, так и снаружи. В некоторых моделях волокна закрепляются с помощью тканевой сетки. Такие мембранные модули выдерживают внешнее и внутреннее давление и могут регулярно промываться обратным потоком. Волоконные системы используются в основном для ультрафильтрации, так как отверстия забиваются крупными частицами.
Пластинчатые. Мембраны закреплены в пластине-держателе, а сам модуль представляет собой кассету с набором прямоугольных рам. Они легко подвергаются монтажу и очистке, но извилистая и сложная конфигурация блока приводит к падению напора и уменьшает надежность оборудования.
Спиральные. Мембраны и приемники очищенной воды (пермиата) оборачиваются в несколько слоев вокруг центральной трубки-коллектора. Такие модули являются наиболее компактными по сравнению с другими типами, но очень чувствительны к загрязнению.

Плоские мембраны изготавливают чаще всего из ацетат-целлюлозных или полиамидных пленок.

Принцип работы промышленной установки обратного осмоса заключается в следующем:

Предварительная очистка в префильтрах.
Подача воды насосом повышенного давления в мембранный модуль, где производится ее разделение на 2 потока – очищенная жидкость и концентрат с повышенным солесодержанием.
Выход очищенной воды из узла обратного осмоса, замер ее расхода, сбор в емкости.
Сброс концентрата в канализацию или направление его на вход насоса (повторный рецикл обработки).

При недопустимом повышении противодавления срабатывает реле, которое отключает установку. То же самое происходит при заполнении емкости сбора очищенной воды (реле уровня). Автоматически запускается промывка мембран.

Подготовка воды

Мембранная технология обратного осмоса предполагает практически полное отсутствие механических примесей в исходной жидкости. Промышленная очистка воды в данном случае неэффективна, так как при транспортировке воды по трубопроводам в нее попадают посторонние частицы. Поэтому в систему обратного осмоса обязательно включают фильтры предварительной очистки на входе в мембранный блок.

Такое оборудование обычно выполнено в универсальном исполнении и состоит как минимум из 3 видов фильтров: грубой и тонкой очистки, а также для сбора органических веществ (сорбционные фильтры). Дополнительными опциями служат ультрафильтрация, система обезжелезивания и осветления. Отказ от использования этого блока приводит к тому, что рабочие мембраны быстро засоряются, снижая эффективность процесса обратного осмоса.

Монтаж и пусконаладка

Согласно инструкции по установке, обратный осмос должен монтироваться в закрытых помещениях. Для эксплуатации на открытом воздухе такие установки не предназначены.

Монтажные работы производят в следующем порядке:

установка системы реагента;
подключение трубопроводов подачи исходной воды и приема очищенной;
программирование контроллера (задание максимально допустимого значения электропроводности, температуры воды, продолжительности мойки мембран перед рабочим циклом, интервала времени между их очисткой и других параметров);
проверка работы в ручном режиме (открытие подачи исходной воды, кранов выхода очищенной жидкости и концентрата, включение насоса высокого давления);
перевод установки в автоматический режим.

Принцип работы обратного осмоса: схема мембраны, метод очистки воды

Обратный осмос – это именно та технология, которая защитит вас от вредного воздействия свинца, тяжелых металлов, хлора, химических примесей, пестицидов, патогенов, бактерий, вирусов, и даже радиоактивных материалов. Предлагаем вам познакомиться с принципами ее работы и проверить правдивость распространенных мифов о ней.

Опасность водопроводной воды

Чистая вода – одна из важнейших потребностей нашего тела. Это печальный факт, ведь у современного человека доступ к ней практически отсутствует, особенно если речь идет о промышленно развитых регионах. Данная проблема возведена в разряд глобальных. Данные многочисленных исследований гласят, что ни водопроводная, ни колодезная вода ныне не пригодны для питья из-за их сильнейшего загрязнения, отравлены реки, озера, скважины.

Конечно, загрязняющие вещества находятся не на том уровне, который способен вызвать отравление или другие побочные эффекты мгновенно. Однако, накапливаясь, с течением времени они могут привести к развитию серьезных заболеваний. Даже химические соединения, используемые в городских водопроводных системах, такие как хлор и фтор, токсичны.

Единственный выход, позволяющий обезопасить себя и близких – очистка воды. Обратный осмос считается одним из наиболее эффективных и удобных на текущий момент способов это сделать. Фильтрация осуществляется за счет пропуска жидкости через полупроницаемую мембрану, толщина ячеек которой составляет 0,0001 микрон (примерно 0,00001 мм).

Используется данная технология при создании бутилированной и опреснения морской воды. А в последние десятилетия появились бытовые системы обратного осмоса, установить которые в свои квартиры решается все большее количество людей. В пользу данного метода фильтрации говорят компактные размеры, умеренная цена и отменное качество очистки. Все это делает такие приборы просто незаменимыми в условиях городских квартир. Предлагаем разобраться с тем, как работает система обратного осмоса.

ПОЛЕЗНАЯ ИНФОРМАЦИЯ: Смеситель совмещенный с фильтром питьевой водой

Что собой представляет и как работает?

Технология обратного осмоса известна также как индустриальная ультрафильтрация. Разработана она в США в 1950-х годах в рамках финансируемой государством программы опреснения морской воды. Сегодня данный метод считается одним из наиболее удобных и эффективных способов фильтрации. Используется он во многих отраслях промышленности, которым требуется в своей работе ультраочищенная вода, а также в быту.

Принцип работы системы обратного осмоса заключается в прохождении молекул воды через полунепроницаемую мембрану под давлением. Корпус мембраны обратного осмоса состоит из прижатых друг к другу и обвернутых вокруг полой центральной трубки листов. Подобная конфигурация обычно называется спиральной или модульной. Доступна она в различных размерах, от которых и зависит производительность системы:

бытовые устройства имеют малые модулями 5 см в диаметре и 25 см длиной;
промышленные – соответственно 10 см и 100 см.

Помещаются подобные мембраны в специальные контейнеры, называемые корпусами мембран обратного осмоса. Они позволяют поддерживать необходимое давление по всей поверхности. Именно оно является движущей силой, заставляющей жидкость проходить через мембрану, отделяющую нежелательные примеси.

Максимально упрощенная схема обратного осмоса изображена ниже.

Обратный осмос имеет еще одно удивительное свойство: отфильтрованные вещества автоматически отправляются в канализационный слив, не накапливаясь в системе, как при обычной фильтрации. Всякие вредоносные примеси уносятся частями. Этот факт является причиной того, что мембрана обратного осмоса не нуждается в замене на протяжении нескольких лет эксплуатации.

Стадии очистки

Принцип действия метода обратного осмоса воплощается в трех этапах:

Предварительная очистка воды. Происходит в больших вертикальных колбах. На рисунке ниже они обозначены номерами 3, 4, 5.
Прохождение через мембрану. Корпус мембраны обратного осмоса (горизонтальная колба) обозначен номером 7.
Стадия посточистки. Колба обозначенная номером 12.

Схема подключения обратного осмоса – на рисунке ниже.

Вода, прошедшая стадию предварительной очистки, поступает на полупроницаемую мембрану, после прохождения которой одна часть ее становится очищенной, а вторая забирает все загрязнения. Система очистки воды обратного осмоса работает не быстро, поэтому жидкость, прошедшая через мембрану, накапливается в специальном резервуаре (№ 11 на рисунке), откуда и поступает на посточистку. На этой стадии фильтрации воды обратным осмосом она гарантированно очищается от всех вредоносных примесей, остатков хлора и органики.

Обратноосмотические мифы

Вокруг системы обратного осмоса витает множество мифов.

Миф № 1

Обратный осмос вымывает необходимые нашему организму минералы.

Несомненно, водопроводная вода содержит небольшое количество минералов, но их доля настолько мала, что просто не способна оказать какое-либо влияние на состояние здоровья. К примеру, в стакане апельсинового сока их больше, чем в целой ванне неочищенной жидкости. Наоборот, она содержит лишь неорганические соединения, не перевариваемые организмом, а также тяжелые металлы, многие из которых токсичны или даже радиоактивны. В то время как он предпочитает органические минералы и микроэлементы, получить которые можно лишь из ежедневного сбалансированного питания. Обратный осмос удаляет неорганические минералы, металлы и многое другое, чтобы предоставить вам чистейшую, здоровую и природную питьевую воду.

Миф № 2

Большое количество сточных вод.

Да, на основе принципа обратного осмоса образуется некоторое количество промывочных вод, используемых для очистки и промывки мембраны от отфильтрованных ею загрязняющих веществ. Этот сложный процесс позволяет не менять дорогостоящую мембрану по несколько лет. Также он держит всю систему в чистоте, поскольку большинство вредных примесей сливаются в канализацию, а не находятся в ловушке внутри корпуса фильтра. При этом сточная вода является достаточно чистой, может быть собрана и использована для полива растений, бытовых очистительных мероприятий.

Миф № 3

Пяти- и десятимикронный фильтры предварительной очистки никому не нужны, ведь толщина мембраны меньше 1 микрона.

Дело в том, что мембрана весьма чувствительна к хлору, железу и органическим примесям. Во время механической очистки происходит сокращение их объемов до допустимых.

Миф № 4

Такая вода абсолютно безвкусная, неживая.

Что касается вкуса, то тут вопрос весьма спорный. Если ее сравнивать с водопроводной, имеющей яркий привкус хлорки, то вкуса у нее действительно нет. Если подразумевается колодезная, то она, как правило, обогащается пролегающими под поверхностью минералами и имеет тонкий металлический привкус. Специалисты же говорят, что фильтр, работающий на системе обратный осмос, придает жидкости вкус, схожий со вкусом воды из талых ледников. Это происходит благодаря использованию на одной из стадий очистки угольного фильтра.

Приобретать или нет описываемую систему фильтрации для своей квартиры – исключительно ваше решение. Однако помните о том, что она существует уже более 60 лет, оставаясь все эти годы эффективным способом очистки, уменьшить популярность которого не в состоянии никакие мифы.

Установка обратного осмоса — принцип работы фильтра и накопительного бака

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

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

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

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

Содержание статьи:

Техническое описание системы

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

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

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

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

Для явления осмоса таким условием является концентрация раствора.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Некоторые сведения из истории

В природе, явление осмоса распространено достаточно, широко.

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

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

Человек обнаружил проявления осмоса достаточно давно.

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

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

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

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

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

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

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

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

Как заменить унитаз самостоятельно, написано здесь.

На странице: http://ru-canalizator.com/kanalizatsiya/vygrebnaya-yama/ventilyatsija.html узнаете, нужна ли вентиляция для канализации.

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

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

Как устроено оборудование

В состав оборудования для обратного осмоса входят:

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

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

Она представляет собой тонкую пленку с ячеистой структурой.

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

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

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

Самый простой способ для этого – подать на мембрану воду под давлением выше осмотического, что обеспечит необходимое направление процесса.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Она, практически, полностью удаляет из воды:

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

Полезна ли очищенная таким способом вода

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

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

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

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

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

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

Сферы применения

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

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

Применяется эта вода в:

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

Одним из крупнейших потребителей стали предприятия теплоэнергетики.

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

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

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

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

При его покупке, следует обращать внимание на несколько факторов:

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

Технологии очистки воды, достаточно, затратны. Установки обратного осмоса помогают, в значительной мере, исправить ситуацию с плохим качеством питьевой жидкости .

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

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

Подписывайтесь на обновления по E-Mail:

Расскажите друзьям!

Смотрите также

Сколько стоит ванна под ключ
Станки для заточки ножей своими руками
Электрический обогреватель с термостатом
Установка деревянной двери с коробкой своими руками
Мощный регулируемый блок питания на 30 ампер схема
План расстановки оборудования для бассейна
Утепление изнутри помещения
Комбинированные обои в спальню фото
Чистка швов между плиткой
Корзина из еловых шишек своими руками мастер класс
Схема подключения реле тепловое