Как работает обратный осмос: принцип действия

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.

Застой воды

Некоторые люди говорили о плохом вкусе воды, который появлялся после того, как были заменены дополнительные верхние картриджи биокерамического основного или минерализатора. Но это связано не с самими фильтрами и их возможностью портить воду, а с тем, что человек неправильно использовал фильтр. Картриджы водоподготовки содержат до 3 стаканов жидкости. Эта вода, как и та, которая находится в баке, не может застаиваться. Чтобы избавиться от постороннего запаха и вкуса нужно или использовать минерализатор (биокерамический картридж) ежедневно, или сливать несколько стаканов жидкости.

Если у всей воды после фильтрации имеется странный запах или привкус, жидкость застаивается не в картриджах, а в баке для хранения воды. Здесь, как правило, причиной неполадки является то, что вовремя не был заменен постугольный картридж (а делать это нужно 1 раз в год), или это происходит из-за неполного использования ресурса бака (гидроакумулятора). Если вам не удается использовать объем фильтра целиком (баки имеют емкость 15-12л., 11-8л., 8-6л.) нужно проводить искусственное обновление воды в баке один раз в месяц.

Вы можете перекрыть кран перед фильтром и постепенно тратить лишнюю очищенную воду, а можете набрать ее в большую емкость или слить из бака в канализацию. Если фильтр используют 3-4 чел., то лучше выбирать бак наименьшего размера (8 л.).

Очищенной воде свойственно застаиваться, так как при использовании системы осмос очистка воды производится до качества дестиллированной. В ней способны размножаться бактерии, и при отсутствии протока может появиться привкус или посторонний запах. Долго хранить жидкость можно, только если в нее будут добавлены антибиотики, такие как добавляются в бассейны. Они являются вредными, и это является главным недостатком бутилированной воды, которую также очищают способом обратного осмоса, но она может храниться дольше.

Принцип действия

Решив купить фильтр для очистки воды, для начала ознакомьтесь с принципом его работы. Этот агрегат соединяется с водопроводом, откуда поступает исходная для очистки жидкость. Вначале производится предочистка воды, для которой используется несколько фильтров, задача которых заключается в подготовке поступающей жидкости перед ее прохождением перед мембраной. Последняя является дорогостоящим сменным изделием, срок эксплуатации которого может зависеть от разных факторов.

Далее под действием разницы давлений поступающая вода подвергается очистке при фильтровании через искусственную пористую мембрану – одну или несколько. Поток в итоге разделяется на два. Один из них представлен кристально чистой водичкой, поступающей в специальный резервуар, другой – жидкостью с повышенной плотностью, отправляемой в дренажную систему. Основной принцип действия такой системы фильтров состоит из:

Предочистки.
Пропуска жидкости посредством мембраны.
Попадания чистой воды в накопитель.
Финишной очистки.
Разлива очищенной жидкости через отдельный кран в любую емкость: бутылку, банку, стакан и т.д.

Как выбрать правильно обратный осмос

Итак, мы с вами понемногу подобрались к выбору правильного фильтра для своего дома

Что стоит при этом учитывать, и на что нужно обращать пристальное внимание?

Обязательно смотрите, чтобы в системе присутствовал минерализатор, иначе воду после очистки будет пить неприятно, да и пользы от нее никакой не будет совершенно.
Стандартный набор обратного осмоса предполагает наличие 5-ти ступеней очистки: сначала механическая, затем угольная, потом тонкая (удаление мельчайших примесей), мембранная и финишная. Структуризатор устанавливается шестым по счету. О его возможностях мы уже говорили, поэтому не поскупитесь и дополните оборудование. Тем более что служить он будет не менее 2-х лет.
Обязательно почитайте инструкцию к покупаемому оборудованию, убедитесь, что проведение всех необходимых степеней очисти ему доступна.

К обратному осмосу на выходе подключается отдельный кран

Таблица 1. Популярные модели

Модель, фото	Описание
Praktic Osmos модель OU400	Средняя стоимость этого прибора на сегодня составляет 6500 руб. Он зарекомендовал себя при работе даже от водопровода с низким давлением, однако общее качество исполнения оставляет желать лучшего. Изделие очень компактное, поэтому легко разместится в мойке. Рабочее давление на выходе 2 атмосферы и выше. Объем накопительного бака – 3,8 л. Общий вес – около 5 кг. Производительность 125 л/с.
Атолл А-550	Такой осмос обойдется дороже в среднем на 2000 руб. Это более серьезное и качественное изделие. Производство Россия. Вес изделия равен 12 кг, 120 л/с чистой воды, качественный корпус и металлический бак на 5 л. Удаление из воды хлора. Как ни странно, но найти на это оборудование сменные картриджи не так-то и просто.
Престиж М	Этот осмос стоит уже 9500 рублей. Он способен выдавать более высокое давление, так как оборудован нагнетательной помпой. 6-ти ступенчатая очистка, прекрасный вкус воды благодаря наличию в системе минерализатора. Металлический бак на 12 л, средняя производительность в сутки составляет около 200 л. На сегодня в России этот прибор пользуется наибольшим спросом.
Осмос Эксперт МО530	Очень компактный и красивый корпус, который позволяет установить систему открыто. Высокая производительность около 250 л/с. Высокопрочный бак объемом 7,5 л. Высшая степень очистки, бесшумная работа помпы и средняя стоимость в районе 14000 руб.

Конечно, моделей очень много и все они отличаются по своим рабочим характеристикам, поэтому ищите лучший вариант и обязательно сравнивайте цены – на разных сайтах они могут существенно отличаться.

Принцип действия системы

Начнём из далека, точнее из понятия, что собственно такое осмос? В первую очередь – это физическое явление, для его описания следует подключить фантазию и представить любую емкость. Дальше установим в эту емкость гибкую перегородку, к примеру, она может быть из тонкой резины. У нас вышло две камеры. Теперь наполняем их водой в равных пропорциях, перегородка остается в неизменном виде.

Продолжаем эксперимент наливаем в одну камеру воду, а во второю водный раствор сахара, он должен быть очень крепким. Реакция перегородки предсказуемая, он выгибается в сторону отделения с чистой водой. Водный раствор сахара выдавливает чистую воду.

Сила, которая потребуется для выравнивания перегородки называется осмотическое давление. Иными словами – это некая сила, которую нужно приложить для определенного действия. Подобное явление происходит по той причине, что в одном отделение есть то чего нет в другом. Это именуется понятием разность потенциалов. Это вызывает движение от большего к меньшему для создания равновесия.

Теперь попробуем сделать нашу перегородку проницаемой, и сахар из первого отдела начнет переходить во второй с чистой водой и этот процесс будет продолжаться пока водные составы не уравновесятся, а значит тут также работает осмотическое давление.

Далее можно еще больше усложнить задание – делаем перегородку с такой степенью проницаемости, чтобы сахар не смог пройти. Что теперь мы увидим? Вода будет проникать в камеру с сахарной водой и разбавлять её пока не уравновесится система. Это процесс именуется осмосом.

А коль мы уже знаем, что такое осмос, то разобраться в системе с обратным осмосом для нас не составит труда. Обратный осмос представляет собой противоположный процесс. Давайте рассмотрим на нашем примере. Принцип действия системы с обратным осмосом будет реализоваться если на воду с сахаром осуществлять давление. В таком случае будет происходить процесс перехода чистой воды в соседнюю камеру из «сахарной». По этой схеме и происходит очистка.

Важно чтобы такое давление равнялось осмотическому. И чем больше осуществлять давление, тем сильнее будет выдавливаться чистая вода в соседний отдел – собственно так и выглядит обратный осмос

На нашем примере мы видим процесс обессахаривания (очистки), а в более широком смысле при применении данной системы в фильтрации воды обратный осмос будет работать на деминерализацию, опреснение или обессоливание.

В современных системах очистки воды подобная схема выглядит таким образом:

Водопроводная вода поступает в систему.
Через тройник вода отправляется в механический фильтр очистки. Тут проходит процесс фильтрации её от грязи, осадков, ржавчины.
Дальше вода отправляется в угольный фильтр, где происходит процесс очищения воды от органики и хлора.
Дальше вода доходит до механического микронного фильтра, тут остаются мульти-химические соединения. Также этот фильтр не пропускает в воду угольную пыль.
Дальше вода проходит к основному фильтру очистки – мембране обратного осмоса.

Мембрана обратного осмоса имеет два выхода, через один мы получаем чистую воду, а через второй выводиться, так называемая не продавленная вода (концентрированная вода, грязная). Такая вода через мембрану отправляется в канализацию, чистая вода, посредством присутствия в схеме водного переключателя, накапливается в бачке. Включая кран для воды, груша в бачку выдавливает воду, и она отправляется на последнюю очистку в угольный фильтр, а уж потом вода вытекает из крана. Также система может включать минерализатор, он будет находиться после последнего фильтра. Минерализатор обогащает воду после очистки минералами и нормализует её структуру.

Систему работы современно го фильтра обратного осмоса можно увидеть на фото.

Еще около половины столетия тому назад люди не знали, что делать с такой силой, но во времена освоения пустыни вопрос получения питьевой воды стал очень остро и тут то вспомнили про обратный осмос, так как проводить дистилляцию было очень дорого.

В современных условиях подобные системы доступны каждому. Так, система которая фильтрует воду с применением системы обратного осмоса, производит гиперфильтрацию, очищать с их помощью можно водопроводную воду, а также воду из скважины. Фильтр системы или полунепроницаемая мембрана отсеивает вредные примеси. И до потребителя попадает чистая, супер фильтрованная вода. Также подобные системы фильтрации воды применяют для очистки воды в промышленных масштабах.

Где применяется обратный осмос

Используют обратный осмос, прежде всего, там, где требования к качеству питьевой воды очень высокие, например:

Предприятия общепита.
Санатории и различные оздоровительные комплексы.
Гостевые дома и прочее.

Такое оборудование прекрасно подойдет и для домашнего применения

Для домашнего использования такая система тоже подходит, так как она компактна (речь только о бытовых приборах), а цены на оборудование и находятся на доступном для большинства уровне. В промышленности подобные системы могут применяться при подаче горячей воды в городские системы отопления. Дело в том, что при прохождении воды через обратный осмос, она деминерализуется, что способствует увеличению срока службы трубопроводов и различного оборудования.

Промышленный обратный осмос

Как работает промышленный обратный осмос

Системы промышленного обратного осмоса получают воду для очистки из водопровода, выделенные примеси отправляются в канализацию. Технологический процесс очистки воды включает в себя несколько этапов:

Предварительная подготовка воды.
Фильтрация жидкости через мембрану обратного осмоса.
Сбор очищенной воды в накопителе.
Итоговая очистка.
Раздача очищенной воды через специальный кран.

Начинается процесс промышленного обратного осмоса с предварительной подготовки воды. Мы уже говорили, для чего это делается. Различные взвеси и крупные частицы быстро засорят обратноосмотическую мембрану и выведут ее из строя, а это самая дорогая деталь системы. Чтобы этого не допустить, на этапе предочистки вода проходит три фильтра, прежде чем дойти до мембраны. Каждый следующий фильтр улавливает все более мелкие загрязнители.

Первый механический полипропиленовый фильтр улавливает песок, мельчайшие фрагменты ржавчины и другие подобные примеси размером 0,5 микрон и более. Далее вода проходит через угольный фильтр, который очищает ее от химических и органических примесей: хлора, нефтепродуктов, пестицидов, соединений железа, тяжелых металлов и т. д. Последним в этом цикле стоит механический фильтр, удаляющий примеси размером один микрон и меньше. Подготовленная таким образом вода теперь содержит частицы, доступные только мембране.

Промышленный обратный осмос воды на молекулярном уровне не может проходить быстро, поэтому производительность установок обратного осмоса сравнительно невелика. Например, бытовые установки такого типа могут в сутки очистить от 150 до 300 литров воды. Скорость работы мембраны может несколько изменяться, в зависимости от температуры и степени загрязнения воды. Однако главным фактором будет давление жидкости. Чем оно сильнее, тем быстрее идет процесс.

Очищенная вода собирается в накопительном баке, объем которого у бытовых фильтров составляет от 4 до 12 литров, в зависимости от производительности и модели. Накопительные баки изготавливают из высококачественной стали и сверху покрывают эмалью. Бак внутри имеет две камеры, разделенные силиконовой мембраной. Верхняя постепенно наполняется очищенной водой, а в нижней находится воздух под давлением.

При сливе воды из верхней камеры мембрана поднимается, поддерживая сверху давление, необходимое для слива воды из бака. Бак имеет ниппель со стороны нижней камеры, чтобы в случае необходимости можно было отрегулировать давление воздуха в накопительном баке. Сверху на накопительном баке имеется резьба для накручивания крана для забора воды.

Итоговая очистка воды из бака происходит через последний фильтр, который позволяет получать из крана гарантированно безопасную питьевую воду.

Отдельный кран для подачи очищенной способом обратного осмоса питьевой воды выводится возле кухонной мойки или на столешницу. Водопроводная вода для хозяйственных нужд идет через обычный кран.

Если потребитель заботится о своем здоровье и хочет использовать в пищевых целях воду высшего качества, к системе очистки воды способом обратного осмоса можно добавить картриджи с минералами для восстановления природной структуры воды.

Минерализатор насытит воду правильным количеством натрия, магния, кальция. Натрий важен для поддержания нужной кислотности в организме. Магний способствует поддержанию здоровья, участвуя в огромном количестве обменных процессов организма, препятствует образованию онкологических заболеваний, склероза, камней в почках

Кальций является важной составляющей костей, зубов. Он необходим для нормальной работы сердца, мышц, нервной системы

Значительно улучшит качество воды и приблизит к ее идеальной природной структуре установка биокерамического картриджа. Картридж наполнен запеченными глиняными шариками, внутри которых находится турмалин – минерал, излучающий волны из длинноволнового инфракрасного диапазона.

Инфракрасное излучение непосредственно примыкает к красной части видимой области спектра солнечного излучения и обладает способностью передавать энергию окружающей среде. Молекулы воды под воздействием энергии длинноволнового инфракрасного излучения приобретают правильную природную структуру.

Глубокое излучение инфракрасного цвета (Far Infrared Radiation) специалисты называют «лучом жизни». Вода, прошедшая через биокерамический картридж, оказывает благоприятное воздействие на людей, растения и животных, активизируя обмен веществ, улучшая состояние клеток и работу сердечно-сосудистой системы.

Читайте материал по теме: Вредные примеси в воде: виды и способы очистки

История

С тех пор, как были разработаны методы обратного осмоса (ОО) и ультрафильтрации (УФ) в конце 50-х – начале 60-х гг прошлого века, спектр их применения постоянно расширялся. Изначально обратный осмос использовался для обессоливания морской и солоноватой воды. Повышение требований к промышленным предприятиям по сбережению воды, снижению расхода электроэнергии, контролю загрязнений и переработке отходов с целью повторного использования сделали новые применения обратного осмоса экономически привлекательными. Кроме того, благодаря прогрессу в биотехнологии и фармацевтике, вместе с продолжающимся прогрессом в развитии мембран, мембраны в настоящее время представляют собой важный этап для сепарации воды и примесей, который является более энергосберегающим, чем дистилляция, и не приводит к разрушению продуктов под действием температуры.

В целом, в настоящее время мембраны обратного осмоса делают возможным более интенсивное удаление солей при значительно меньшем рабочем давлении и, следовательно, меньших затратах. С помощью нанофильтрационной мембранной технологии можно удалять определённые соли и соединения при сравнительно низких рабочих давлениях.

Принцип работы фильтра обратного осмоса

Процесс обратного осмоса изобрели в 1970 годах для опреснения морской воды и очистки жидкости, непригодной для употребления человеком. Главный элемент устройств, которые работают на его основе – избирательно-проницаемая мембрана. Она представляет собой тонкий слой полимера, который пропускает через себя только часть химических соединений.

В случае с бытовыми фильтрами через мембрану может проходить вода и некоторые другие безопасные для здоровья человека элементы. Все, что может навредить, остается по ту сторону барьера и удаляется с частью жидкости.

Система, которая собрана по такой схеме, работает следующим образом:

вода под давлением поступает в емкость, разделенную на две части мембраной;
в силу особенностей строения мембраны жидкость перетекает в ту половину емкости, где больше посторонних примесей, пока плотность обеих частей воды не станет одинаковой;
в результате в одной половине емкости остается максимально чистая жидкость, в другой – насыщенная различными посторонними химическими соединениями.

После очистки часть воды с примесями утилизируют, а очищенную жидкость пьют. У нее нейтральный Ph и низкая жесткость. Благодаря этому она безопасна для здоровья человека.