Обратный осмос. Осмотическая система очистки воды — лучшая на данный момент Обратный осмос габариты

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.

Обратный осмос – самая эффективная технология очистки воды. Она широко применяется во множестве отраслей, начиная от промышленности и заканчивая медициной. Первые системы, в которых жидкость обрабатывалась по этой схеме, появились еще в семидесятых годах прошлого века. Тогда, это были громоздкие устройства для избранных пользователей. В наши дни бытовые очистители воды с обратным осмосом доступны каждому.

Принцип работы системы обратного осмоса

Как известно, в водопроводной жидкости, в частности города Москва, содержится множество веществ, вредных для нашего организма. Избавиться от них можно с помощью кипячения либо используя дополнительную очистку воды обратным осмосом (или альтернативными фильтрами). Первый вариант требует времени и, вопреки распространенному мнению, не всегда эффективен. Некоторые химические элементы имеют достаточную стойкость к воздействию высоких температур.

Система обратного осмоса – это возможность всегда иметь в доме запасы питьевой воды высокого качества, не прибегая к ее термической обработке. Ведущие производители современных фильтрующих установок обязательно прилагают к своей продукции сертификаты, которые подтверждают полное соответствие выходной жидкости современным экологическим стандартам. Для начала, давайте разберемся с тем, как работает обратный осмос.

Главным элементом системы является полупроницаемая мембрана. Пройдя через нее под давлением, жидкость очищается от основных загрязнителей. Классический осмос – что это такое? Это процесс, в котором вода, проходящая через мембрану, всегда движется в сторону более концентрированной жидкости. Здесь же, под воздействием давления, она меняет обычное поведение и стремится к менее концентрированному раствору. Все наоборот, отсюда и название.

Противники фильтрации воды обратным осмосом указывают на то, что одновременно с вредными веществами удаляются многие минералы и соли, необходимые человеческому организму. Это достаточно спорное утверждение, но дебаты по нему не прекращаются и по сегодняшний день. Мы поговорим о данной проблеме немного позже. Естественно, система обратного осмоса – это не только мембрана. Помимо нее, установка состоит из следующих элементов:

• префильтр, осуществляющий предварительную очистку;
• постфильтр, ответственный за финишную обработку;
• накопительный бак;
• отдельный кран.

Принцип работы фильтра с обратным осмосом достаточно прост. Сначала, водопроводная вода подвергается очистке префильтром и мембраной, после чего направляется в бак. Примеси, не получившие «допуск», сливаются в канализацию. По пути к крану жидкость еще раз «тестируется» постфильтром и только тогда попадает к потребителю.

Этапы

Как устроен обратный осмос, что это такое, мы более-менее разобрались. Весь процесс зависит от качества работы мембраны, поэтому необходимо создать ей максимально комфортные условия. Прежде всего, нужно обеспечить достойную обработку воды, поступающей к «сердцу» установки. На вопрос, что очищает фильтр обратного осмоса, который отвечает за эту подготовку, можно отвечать очень долго. Одни только наименования элементов исчисляются сотнями. Сам процесс предполагает три уровня обработки.

На первом этапе «удар» принимает механический очиститель воды осмос. Он удаляет все нерастворенные частицы крупнее 5 микрон, песок, ржавчину и прочие неорганические примеси. Принцип работы угольного фильтра подразумевает комплексную борьбу со всей химией и органикой. Здесь вода избавляется от хлора с его производными, железа, пестицидов и прочих опасных молекул. Помимо этих двух стадий, технология обратного осмоса предусматривает еще одну механическую чистку. Удаляются все «выжившие» примеси, размер которых не меньше одного микрона.

В любой установке обратного осмоса принцип работы мембраны один и тот же. Прошедшая предварительную подготовку вода поступает под давлением в очистной элемент. Пористый материал пропускает только молекулы H2O и других органических веществ, подходящих по размеру. Таким образом, мембрана осмотической системы очистки воды разделяет поток надвое. Питьевая жидкость направляется в накопитель, а грязный раствор сливается в дренаж.

Принцип работы обратного осмоса не предусматривает слишком высокую производительность в бытовых условиях. Дело в том, что обработка во многом зависит от таких факторов, как чистота водопроводной жидкости и стабильность давления. В любом случае, большинство систем очистки воды обратный осмос способно перерабатывать от 150 до 300 литров в сутки. Для домашнего потребления этого должно хватать с головой.

Важным элементом обратноосмотической установки является накопительный бак. Именно здесь хранится очищенная вода в ожидании того, что потребитель соизволит открыть кран. Вместительность бытовых емкостей редко превышает 10-15 литров. Принцип действия обратного осмоса подразумевает автоматическое пополнение бака после каждого расхода жидкости. Изготавливаются накопители из высококачественной эмалированной стали.

Если осмотическая вода хранится достаточно долго, она может немного «застояться», что выразится в появлении посторонних запахов и привкуса. Для устранения этих последствий необходим угольный постфильтр. В некоторых моделях он также отвечает за коррекцию рН и реминерализацию. Наконец, пройдя полный цикл осмос очистки вода попадает к потребителю через отдельный кран. Он обычно устанавливается над мойкой по соседству с основным.

Дополнительные элементы и обслуживание

Отвечая на вопрос о том, что такое обратный осмос, нельзя пройти мимо некоторых «необязательных» элементов системы. Мы уже рассказывали о претензиях отдельных пользователей по поводу удаления полезных веществ. Сразу отметим, что основная часть нужных солей и минералов поступает к нам вместе с едой, роль питьевой жидкости здесь минимальна. Осмос для очистки воды делает ровно то, что от него требуется – обеспечивает чистоту продукта. Все остальное вторично.

Однако специально для таких скептиков были разработаны картриджи, обогащающие жидкость минералами и прочими важными органическими молекулами. Минерализатор для системы очистки воды осмос пополняет химический состав нужным количеством магния, натрия и кальция. Таким образом, привычные обменные процессы в организме не нарушаются даже в теории.

Описывая, как работает фильтр обратного осмоса, мы практически не упоминали о мерах борьбы с вирусами и бактериями. Подразумевается, что эти извечные враги человеческого организма полностью уничтожаются еще водопроводом. К сожалению, никто не гарантирует полную защищенность потребителей. Если вы хотите максимально обезопасить себя от микробов, можете усилить свою систему очистки воды с обратным осмосом специальным биокерамическим картриджем.

Этот элемент представляет собой упакованную в пластиковый корпус стеклянную трубку, внутри которой находятся керамические гранулы из глины и турмалина. Последний замечателен тем, что излучает полезные инфракрасные волны. На этом воздействии и построен принцип работы фильтра обратного осмоса. В результате ультрафиолетового излучения молекулы воды восстанавливают природную структуру. Считается, что обработанная подобным образом жидкость благоприятно воздействует на все жизненные процессы.

Обслуживание обратноосмической системы не требует особых усилий. Главное, не забывать о своевременной замене картриджей и мембраны. Сроки обязательно указываются производителем. Самостоятельно снять элементы и установить новые – задача нетрудная, доступная каждому. А вот если возникнут какие-то другие неполадки, лучше вызвать специалистов. Кроме того, пару раз в год рекомендуется обращаться к мастерам для проведения профилактики.

2. Назначение

3. Решаемые проблемы

4. Области применения

5. Принцип работы

6. Типы обратного осмоса

7. Устройство. Схемы

8. Автоматизация

9. Госты. Нормативы

10. Рекуперация энергии

11. Справочник

1. Описание явления обратного осмоса

Явление осмоса лежит в основе обмена веществ всех живых организмов. Благодаря ему в каждую живую клетку поступают питательные вещества и, наоборот, выводятся шлаки.

Явление осмоса наблюдается, когда два соляных раствора с разными концентрациями разделены полупроницаемой мембраной.

Мембрана работающая на основе обратного осмоса пропускает молекулы и ионы определенного размера, но служит барьером для веществ с молекулами большего размера. Таким образом, молекулы воды способны проникать через мембрану, а молекулы растворенных в воде солей - нет.

Если по разные стороны полупроницаемой мембраны находятся солесодержащие растворы с разной концентрацией, молекулы воды будут перемещаться через мембрану из слабо концентрированного раствора в более концентрированный, вызывая в последнем повышение уровня жидкости. Из-за явления осмоса процесс проникновения воды через мембрану наблюдается даже в том случае, когда оба раствора находятся под одинаковым внешним давлением.

Разница в высоте уровней двух растворов разной концентрации пропорциональна силе, под действием которой вода проходит через мембрану. Эта сила называется "осмотическим давлением".

В случае, когда на раствор с большей концентрацией воздействует внешнее давление, превышающее осмотическое, молекулы воды начнут двигаться через полупроницаемую мембрану обратного осмоса в обратном направлении, то есть из более концентрированного раствора в менее концентрированный.

Этот процесс называется "обратным осмосом". По этому принципу и работают все мембраны обратного осмоса.

Вещества разделяются на молекулярном уровне, при этом с одной стороны мембраны накапливается практически идеально чистая вода, а все загрязнения остаются по другую ее сторону. Таким образом, обратный осмос обеспечивает гораздо более высокую степень очистки, чем большинство традиционных методов фильтрации, основанных на фильтрации механических частиц и адсорбции ряда веществ с помощью активированного угля.

Установки обратного осмоса в наличии на складе:

2. Назначение

Система обратного осмоса предназначена для глубокой очистки и обессоливания воды, удаления органических соединений, микроорганизмов, взвесей, для подготовки воды хозяйственно-бытового, промышленного и питьевого назначения.

А также применяется на объектах:

• АЭС (комплексы водоснабжения)
• ТЭЦ, ГЭС (системы технологической очистки воды)
• ГАЗОВАЯ ЭНЕРГЕТИКА (блочных комплексы водоподготовки)
• ЖКХ (водоснабжение объектов I категории)
• Научно-исследовательских комплексов (очистка воды для лабораторий по разработке бактериологического оружия)

3. Решаевые проблемы

Обратноосмотическая мембрана очень хорошо отделяет неорганические вещества. В зависимости от типа применяемой мембраны (ацетатцеллюлозная или тонкопленочная композитная) степень очистки составляет по большинству неорганических элементов 85%-98%.

Мембрана обратного осмоса также удаляет из воды и органические вещества. Органические вещества с молекулярным весом более 100-200 удаляются полностью; а с меньшим - могут проникать через мембрану в незначительных количествах. Большой размер вирусов и бактерий практически исключает вероятность их проникновения через мембрану.

В то же время, мембрана пропускает растворенные в воде кислород и другие газы, определяющие ее вкус. В результате, на выходе системы обратного осмоса получается свежая, вкусная, настолько чистая вода, что она, строго говоря, даже не требует кипячения.

Ниже приведены ориентировочные показатели, которым должна соответствовать исходная вода, подаваемая на обратноосмотические мембраны (наличие некоторого диапазона обусловливается требованиями разных производителей мембран):

4. Области применения

Наиболее актуальными на сегодняшний день применениями фильтров обратного осмоса считаются:

Обессоливание, снижение минерализации (опреснение) подземных вод;

Опреснение морской воды;

Приготовление технологических растворов специального применения в промышленности;

Отделение ценных компонентов из растворов (концентрирование);

Концентрирование растворенного вещества.

Основным направлением использования обратного осмоса является очистка воды, главным образом, обессоливание солоноватых вод и особенно морской воды с целью получения питьевой воды. Другой важной областью применения обратноосмотических установок является использование обратного осмоса как стадии предварительного обессоливания воды при производстве ультрачистой воды для полупроводниковой, медицинской и теплоэнергетической отраслей промышленности.

На стадии концентрирования обратный осмос широко используется в пищевой промышленности (концентрирование фруктовых соков, сахара, кофе) и в молочной промышленности (для концентрирования молока на начальной стадии сыроделия), а также при очистке сточных вод (в гальванике для концентрирования гальваностоков).

Сравнение методов обессоливания (ионный обмен и обратный осмос)

Обратный осмос

Преимущества:

Очень высокое качество получаемой воды, которое обусловлено весьма «мягкими» с физико-химической точки зрения условиями проведения процесса;

Неограниченная производительность (путем набора стандартных модулей и блоков) и одновременно - небольшие габариты;

отношение: производительность/габариты - лучшее по сравнению с другими методами обессоливания - дистилляцией, ионообменом, электродиализом;

Относительно низкие эксплуатационные расходы;

Малый расход ингибиторов отложений и реагентов для отмывки отложений на мембранах;

Низкая энергоемкость (процесс осуществляется без фазовых переходов, и, следовательно, энергия требуется лишь для создания градиента давления и рециркуляции раствора);

Возможность почти во всех случаях сброса концентрата в канализацию (в окружающую среду) без обработки.

Недостатки обратного осмоса:

Необходима тщательная предподготовка воды для обеспечения большой производительности мембран и длительного срока их службы;

Большой объем сбрасываемого концентрата (с учетом компоновочных решений расход пермеата может составить 75-80% исходной воды, концентрат - 20-25%) и, следовательно, значительный расход исходной воды;

Большие капитальные затраты;

Желательный непрерывный режим работы установок.

Ионообмен

Преимущества:

Возможность получения воды очень высокого качества (многоступенчатые установки), в том числе для котлов любого давления и промывки печатных плат электронного оборудования;

Способность работать при резко меняющихся параметрах питающей воды;

Небольшие капитальные и энергозатраты;

Небольшой объем воды на собственные нужды, особенно у противоточных фильтров;

Недостатки:

Относительно большой расход реагентов, особенно у натрий-катионитных фильтров;

Эксплуатационные расходы увеличиваются пропорционально солесодержанию исходной воды и при необходимости уменьшать предел обессоливания обработанной воды;

В зависимости от качества исходной воды требуется предподготовка - иногда весьма сложная;

Необходима обработка сточных вод и сложности с их сбросом.

5. Принцип работы

В обратноосмотической технологии используется полупроницаемая мембрана, которая пропускает только молекулы воды и задерживает молекулы загрязняющих веществ. Наиболее часто в технологии обратного осмоса используется процесс, известный как перекресное течение, что позволяет мембране самоочищаться. В то время, как часть жидкости проходит через мембрану, другая ее часть двигается в обратном направлении, вымывая из мембраны обратного осмоса задержанные частички.

В процессе обратного осмоса требуется движущая сила, которая будет проталкивать жидкость через мембрану, наилучшим вариантом является давление, создаваемое помпой. Чем выше давление, тем больше движущая сила.

Установки обратного осмоса способны задерживать бактерии, соли, сахара, протеины, частицы, красители и другие загрязняющие вещества, молекулярная масса которых больше 150-250 далтонов.

Разделение ионов обратным осмосом происходит с участием заряженных частиц. Это значит, что расстворенные ионы, которые несут заряд, равный зараряду солей, более вероятно будут отброшены мембраной, чем те, которые не заряжены, например органика. Чем больше заряд частицы и ее размер, тем выше вероятность того, что она будет отброшена мембраной.

6. Типы обратного осмоса

В современной водоподготовке используются три основных типа мембран обратного осмоса: целлюлозные (CA) и из смеси триацетата целлюлозы с ацетатом целлюлозы (CTA), полностью из ароматического полиамида и тонкопленочные композитные (TFC) мембраны. Основные исходные требования, предъявляемые к мембранам следующие:

Свободная проницаемость для воды

Высокая селективность

Работоспособность при высоких давлениях

Стойкость в широком диапазоне pH и температуры

Устойчивость к воздействию химических веществ, в том числе окислителей (таких, как

свободный хлор)

Биологическая стойкость к бактериям

Низкая адгезия поверхностного слоя к осаждаемым веществам

Целлюлозные мембраны появились первыми, и именно на них в конце 1950-х годов был продемонстрирован принцип обратного осмоса. Эти мембраны асимметричны и состоят из тонкого плотного поверхностного слоя (от 0,2 до 0,5 мкм) и толстой пористой подложки. Задержка растворенных веществ осуществляется тонким плотным слоем и пористой подложкой, обеспечивающей прочность конструкции.

Ацетат целлюлозы может использоваться в листах или в виде полых волокон. Мембраны из ацетата целлюлозы недороги и просты в изготовлении, но имеют ряд ограничений. Асимметричная структура делает их восприимчивыми к уплотнению при высоких давлениях и, особенно при повышении температуры. Уплотнение происходит, когда тонкий плотный слой мембраны утолщается за счет слияния с толстой пористой подложкой, что приводит к сокращению потока продукта.

Мембраны из ацетата целлюлозы подвержены гидролизу и могут использоваться только в ограниченном диапазоне pH (самые низкие значен ия рН от 3 до 5, а самые высокие рН от 6 до 8, в зависимости от производителя). При температуре выше 35°C они начинают разрушаться, а также они уязвимы для атак бактерий.

Мембраны из ацетата целлюлозы имеют высокую проницаемость для воды, но плохо задерживают загрязнения с низким молекулярным весом.

В последствии были разработаны мембраны из триацетата целлюлозы с улучшенными характеристиками селективности по соли, сниженной чувствительностью к рН, высокой температуре и микробным атакам. Тем не менее, мембраны из триацетата целлюлозы имеют более низкую водопроницаемость, чем мембраны из ацетата целлюлозы. Чтобы получить желаемые характеристики обеих мембран, были разработаны смеси триацетата целлюлозы и ацетата целлюлозы.

Мембраны из армированного полиамида (е полиамидные мембраны) с полой конфигурацией волокна были впервые разработаны компанией Дюпон. Как и целлюлозные мембраны, они имеют асимметричную структуру с тонкой (от 0,1 до 1,0 мкм), плотной пленкой и пористой подложкой.

Полиамидные мембраны, в отличие от целлюлозных, имеют лучшую биологическую стойкость и менее восприимчивы к воздействию гидролиза. Они могут работать даже выше диапазона рН от 4 до 11, но постоянное использование на краях этого диапазона может привести к началу необратимого разрушения мембраны.

Оболочка этих мембран может выдерживать более высокие температуры, чем у целлюлозных. Однако, как и целлюлозные, они уплотняются при высоких давлениях и температурах. У них лучше селективность по NaCl и органическим веществам.

Основным недостатком полиамидных мембран является то, что они подвержены разрушению под воздействием окислителей, таких как свободный хлор.

Тонкопленочные композитные мембраны изготавливаются путем формирования тонкой и плотной поверхностной пленки (с большим сопротивлением по потоку для растворенных веществ) поверх пористой подложки.

Конструкционные материалы и технологические процессы для изготовления этих двух слоев могут быть различными и оптимизируются с целью получения лучшего сочетания большого потока воды и низкой проницаемости для растворенных в ней веществ.

Характеристики потока пропускаемой воды и сопротивляемости растворенным в ней веществам в основном определяются тонким поверхностным слоем, толщина которого колеблется в пределах от 0,01 до 0,1 мкм.

7. Устройство обратного осмоса.

Первой стадией процесса обратного осмоса является тонкая очистка исходной воды от механических примесей. Обычно для этого используются фильтры патронного типа, размещаемые в однопатронных или мультипатроных фильтродержателях, в зависимости от производительности ОО-установки. Данный фильтр относится к фильтрам периодического действия, работающим под давлением. Механизм работы патронных фильтрующих элементов относится к глубинной и/или поверхностной фильтрации, т.е. механические примеси, задерживаемые фильтрующим элементом, накапливаются внутри слоя фильтрующей перегородки.

Вода, очищенная на патронных фильтрах, подается на насос высокого давления, назначением которого является достижение давления исходной среды расчетного давления для осуществления массообменных процессов, протекающих на полупроницаемых обратноосмотических мембранах. Подбор высоконапорного насоса производится исходя из его рабочей характеристики. При этом рабочая точка насоса должна находится в диапазоне от 0,6 - 0,7 максимальной его производительности.

При невозможности установить «паритет» между давлением и производительностью насоса высокого давления (а это бывает чаще всего) между всасывающим и нагнетающим патрубками насоса устанавливается байпассный вентиль, с помощью которого и осуществляется данная операция (по показаниям ротаметра и манометра исходной воды, поступающей на установку обратного осмоса). Регулировка процесса повышения давления исходной воды производится один раз в процессе пуско-наладочных работ. В процессе эксплуатации ОО-установки осуществляется только контроль указанных параметров исходной воды.

После того как давление исходной воды повышено, она поступает на модули, в которых размещены обратноосмотические мембраны, где собственно и происходит разделение исходной воды на пермеат и концентрат. Концентрат, выходящий из установки обратного осмоса, имеет достаточно высокое давление и его транспортировка к месту сброса или утилизации не вызывает особых трудностей. Давление пермеата после обратноосмотической установки редко превышает 1 атм. Поэтому, чаще всего его приходиться подавать в накопительную емкость, откуда с помощью повышающего насоса он транспортируется на дальнейшие стадии очистки.

8. Автоматизация.

Компания ООО «НПЦ ПромВодОчистка» реализует установки обратного осмоса в различных комплектациях, в зависимости требования Заказчика и все установки без исключения разрабатываются индивидуально.

Установки обратного осмоса могут комплектоваться различным оборудованием. В стандартную комплектацию входит:
- Рама
- Насосы высокого давления
- Трубная обвязка и арматура
- Блок мембранных модулей
- Фильтр тонкой очистки, 5 мкм
- Блок CIP-мойка
- КИП и автоматика

Трубная обвязка и арматура изготовлена из ПВХ. Фильтр тонкой очистки предохраняет мембраны от засорения механическими частицами. Насос повышения давления - создает необходимое давление на входе в блок мембранных модулей. Блок мембранных модулей состоит из корпусов из стекловолокна, в которых установлены мембраны. Блок CIP-мойки предназначен для проведения периодических химических промывок мембран. КИП - обеспечивает автоматическое управление установкой.

Степень автоматизации установки обратного осмоса может быть различна. От самой простой - контролирование основных режимов работы, и заканчивая - сложным комплексом с контролированием более 50 различных параметров и вывода данных на ПК или диспетчерский пульт

9. Нормативы. Госты.

Питьевая вода. Требования по СанПин 2.1.4.1074-01

Дистиллированная вода. Требования по ГОСТ 6709-72

Дистиллированная вода широко используется в различных отраслях промышленности (для изготовления косметики, тосолов), в химических лабораториях, на химических производствах и т.д.

Физико-химические показатели дистиллированной воды по ГОСТ 6709-72

Основным показателем, контролируемым при использовании дистиллированной воды, является электрическая проводимость, которая не должна превышать 5 мкСм/см.

Требования по микросименсам

деминерализованная вода—от 0,1 до 10 мкСм/см;
питьевая вода — от 100 до 1300 мкСм/см;
поверхностные воды — от 100 до 8000 мкСм/см;
сточные воды — от 1000 до 8000 мкСм/см;
солоноватая и морская вода — от 1000 до 80000 мкСм/см;
концентрированные кислоты — от 80000 до 2 млн. мкСм/см.

10. Рекуперация энергии.

При смешении даже самой простой системы: высоконапорного насоса и мембранной одноуровневой установки с выходом фильтрата 40% - удельное потребление энергии остается очень высоким (около 6-7 кВт*ч на 1 м 3 произведенной воды), при этом задвижка на сбросе концентрата должна пропускать 60% потока исходной воды, входящего с давлением, равным входному, минус потери напора в модулях (от 1 до 2 бар).

Таким образом, идея использования концентрата для работы турбины в целях рекуперации его энергии возникла очень быстро и в настоящее время такая методика является экономически целесообразной для любых размеров установки.

Многочисленные системы рекуперации энергии, существующие в настоящее время, можно объединить в две большие группы.

1. Турбина типа “ Pelton ” рекуперирует энергию концентрата и используете повторно на валу высоконапорного насоса, что позволяет разгрузить двигатель с момента производства концентрата.

Примечание. Процедуры запуска и автоматического останова должны прорабатываться вместе с проектировщиком.

При работе этой системы потребление энергии в рассмотренном случае снизится на 3 кВт*ч на 1 м 3 , если выбранный высоконапорный насос имеет КПД выше 85%, а система - только одну ступень обработки.

Примечание: Другие, менее совершенные типы турбин не используются для работы на больших установках.

В этом случае весь комплекс установок данной системы (предварительная обработка, перекачивание насосами из моря, нагнетание полученной воды) будет потреблять около 4,0-4,5 кВт*ч на 1 м 3 .

2. Система, называемая системой обмена энергии рекуперирует энергию концентрата , чтобы воздействовать непосредственно на такой же объем предварительно обработанной воды с помощью давления на нескольки бар ниже давления подачи (из-за потерь давления в модулях и обменнике энергии).

В этом случае высоконапорный насос с точностью 1 или 2% (учитывая внутренние утечки в системе обмена) будет перекачивать только расход, равный расходу пермеата, т.е. в данном случае 41 м 3 /час, что показано в примере на рисунке.

Насос-бустер будет компенсировать потерю напора, о которой говорилось выше (3 бар). Такие системы (ротационные или линейные со свободным поршнемимеют более высокий КПД (94-97%) по сравнению с центробежными насосами. Удалось показать, что установка, работающая точно с проектнымипараметрами на морской воде с солесодержанием 36 г/л, может потреблять не более 2 кВт*ч на 1 м 3 полученной воды.

В целом выигрыш энергии по сравнению с турбиной “Pelton ” составляет 0,5 - 0,8 кВт*ч на 1 м 3 и таким образом, общее потребление энергии этими системами составляет от 3,2 до 4 кВт*ч на 1 м 3 получаемой воды.

Примечание: При включении второй ступени обработки (100%) к вышеуказанным цифрам необходимо добавить 0,5 кВт*ч/м 3 (энергопотребление второй ступени)

11. Справочник.

Соотношение единиц измерения объема

Соотношение единиц измерения давления

1.1 Из чего состоит система обратного осмоса?

Современные промышленные установки обратного осмоса – это, в основном, многоступенчатые системы очистки воды, которые состоят из нескольких функциональных модулей для поэтапной очистки и обеззараживания.

В корпус фильтра под давлением поступает поток входящей воды, которая проходит через мембрану и подвергается очистке, после чего вода разделяется на два потока: очищенная жидкость и отходы с высокой концентрацией загрязняющих примесей.

Очищенную воду принято называть пермеатом, а загрязненную – концентратом. После прохождения угольного фильтра пермеат выводится к потребляющим воду устройствам, либо в накопительный бак, а концентрат сливается в канализационную систем у.

Основной принцип метода, который является залогом качественной очистки воды – это высокое давление потока воды при её прохождении через фильтр. За поддержание необходимого уровня давления отвечает роторный, либо центробежный насос, являющийся очень важной частью системы водоснабжения.

Без качественного насоса, который бы поддерживал давление в системе, вода попросту не проходила бы через мембраны с оптимальной скоростью.

Поскольку мембраны обратного осмоса являются очень нежными конструкциями, необходима их регулярная очистка от осадков и накоплений загрязняющих веществ. Эту очистку не нужно выполнять своими руками – весь процесс полностью автоматизирован.

Защита мембран выполняется в два этапа: первый – предварительная обработка, для этого используются специальные химические вещества, которые уменьшают образование осадка, второй – снятие загрязнений, за это отвечают специальные системы промывки фильтра.

Такой подход обеспечивает отсутствие потери продуктивности, и эффективную работу мембран на протяжении всего эксплуатационного ресурса.

2 Кто производит фильтры обратного осмоса?

Для того чтобы вы смогли лучше ориентироваться во всем разнообразии устройств обратного осмоса, мы решили составить рейтинг производителей, на продукцию которых стоит ориентироваться при выборе системы очистки воды.

Сразу отметим, что большинство специалистов сходятся в одном мнении: предпочтение стоит отдавать отечественным производителям, так как устройства иностранных фирм могу обладать лучшими техническими характеристиками и более красочным описанием.

Но в большинстве случаев все эти преимущества остаются исключительно на бумаге, а на деле же они ничем особенным не отличаются.

Отечественные компании, которые заботятся о своей репутации, выпускают на рынок устройства, спроектированные при учете наиболее распространенных в нашей воде загрязнителей и остальных нюансов. К тому же, немаловажным является вопрос ремонтопригодности, преимущество по этому показателю также за российскими производителями.

Фильтры из этой линейки обладают пятиступенчатой системой очистки воды, которая выполняет качественное , удаление механических загрязнений, обеззараживание, а также дополнительную минерализацию и насыщение воды полезными веществами.

К тому же в комплекте с ними идет полноценный накопительный бак. Обратный осмос Барьер – это оптимальный выбор среди устройств бытовой очистки воды.

Одним из лидеров рынка среди отечественных производителей является компания «Гейзер», которая вошла в наш рейтинг на вторую позицию. Системы обратного осмоса «Гейзер Престиж» являются очень востребованным на рынке.

По сути, это устройства, которые обладают исключительно положительной репутацией – их качество и эффективность подтверждают как высокие оценки специалистов, так и положительные отзывы пользователей.

Замыкает рейтинг компания «Аквафор» — это фирма, которая одной из первых начала осваивать технологию обратного осмоса на просторах России. Их устройства зарекомендовали себя как хорошие рабочие лошадки, которые отлично выполняют свои функции на протяжении всего срока эксплуатации.

В целом, кроме вошедших в рейтинг общепризнанных производителей, можно отметить также фирму «Atoll» — сравнительно нового игрока на рынке очистных устройств, который своими технологиями стремительно завоевывает всё большую популярность.

Если качество продукции данной компании не будет снижаться – скоро она сможет возглавить любой рейтинг производителей фильтров обратного осмоса.

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:

1. Предочистка.
2. Прохождение жидкости через мембрану.
3. Накопление уже отфильтрованной воды.
4. Финишная очистка.
5. 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:

1. 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.
2. 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.
3. Качество фитингов – от этого показателя, а также правильности соединения рабочих элементов, зависит бесперебойное функционирование системы.
4. 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).
5. 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:

1. Универсальность – обратный осмос подходит как для водопроводной, так и для скважинной воды.
2. Неприхотливость в эксплуатации – ухаживать за мембраной просто, химические реагенты при этом использовать не требуется.
3. Экологичность – системы обратного осмоса безопасны для среды и здоровья человека.
4. Долговечность – стандартного фильтра для семьи из четырех человек хватит на год.
5. 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.