Осмотический фильтр для воды. Осмотический фильтр
Почему не следует покупать установки обратного осмоса
Одним из самых современных способов очистки воды от примесей является обратный осмос. Это технология осуществляется при использовании обратноосмотической мембраны. Вода при обратном осмосе пропускается через мембрану, поры которой пропускают воду, но не пропускают растворенные в ней примеси.
Система обратного осмоса позволяет получать воду очень высокой степени очистки (близкую к дистиллированной). Фильтры обратного осмоса производят наиболее качественную (полноценную) очистку воды.
Из воды удаляются такие вредные вещества как магний, ртуть, нитраты, нитриты, стронций, мышьяк, свинец, сульфаты, железо, хлор, а также многие ( но не все), бактерии и вирусы.
К сожалению, обратный осмос удаляет из воды и более 20-ти полезных веществ: соли кальция, магния, натрия, фтора, и т д., крайне необходимые для здоровья человека ( в питьевой воде должно находиться, как минимум, 500 мг полезных солей ).Поэтому вода, очищенная обратным осмосом, является «мертвой», - очищенной, но не полезной для здоровья человека. Более того, такая вода является агрессивной и с легкостью вымывает из организма человека жизненно необходимые минералы, приводит инсультам и инфарктам.
Обратный осмос реализуется следующим образом. Полупроницаемая осмотическая мембрана препятствует выравниванию концентраций веществ по разные стороны от себя. Поток воды продавливается через мембрану, которая отторгает примеси, поддерживая их высокую концентрацию с той стороны, откуда течет вода.
Фильтр, работающий по принципу обратного осмоса, устроен достаточно просто: основной элемент, позволяющий получать воду высокой степени очистки - это тонкопленочная мембрана. Мембрана обратного осмоса представляет собой некое подобие сетки, размер ячеек которой сравним с размером молекулы воды. Благодаря такой структуре мембраны, из воды удаляются практически все растворенные компоненты, а также соли тяжелых металлов, органические примеси и бактерии. В процессе работы постепенно перед мембраной накапливаются отфильтрованные соли и различные примеси, из-за чего она может засориться и перестать работать. Для того чтоб этого не случилось, перед мембраной устанавливаются префильтры - несколько ступеней предварительной очистки. Среди них обязательно присутствует ступень очистки от механических загрязнений, задерживающая песок и нерастворимые примеси. Для постоянного слива этих "отходов" вдоль мембраны создается принудительный поток воды, смывающий сконцентрированные загрязнения в дренаж.
Стоит отметить, что обратный осмос заимствован из живой природы. Осмотическая регуляция лежит в основе обмена веществ всех организмов. Стенки клеток растений, животных и человека представляют собой естественную мембрану обратного осмоса, которая является частично проницаемой, поскольку она свободно пропускает молекулы воды, но не молекулы других веществ. Фильтрующая способность природной мембраны уникальна, она отделяет вещества от воды на молекулярном уровне и именно это позволяет любому живому организму существовать.
Благодаря ей, в каждую живую клетку поступают необходимые вещества и выводятся ненужные. Принцип обратного осмоса первоначально применялся ДЛЯ опреснения морской воды.
Однако способ очистки - обратный осмос имеет ряд минусов.
Во-первых, хотя обратноосмотические установки на первый взгляд не очень дороги, эксплуатационные расходы по их функционированию примерно на порядок выше эксплуатационных расходов других методов очистки воды (аэрации, ионного обмена, озонирования и т.д.). Расхожая фраза «посадить как наркомана на иглу», как нельзя точно отражает положение покупателя обратноосматической (мембранной) установки. Если в среднем стоимость 1 м куб московской водопроводной воды составляет 30 руб/м куб, то стоимость 1 м куб воды, очищенной на установке обратного осмоса, - около 300 руб м/куб.
Столь значительная величина эксплуатационных расходов определяется еще и тем, что для работы установки обратного осмоса, требуется круглосуточная работа весьма мощных насосов, которые прокачивают воду через весьма тонкие мембраны. Кроме этого, чем более грязнее вода на входе на мембранную установку, тем более чаще надо менять дорогостоящие мембраны, - тем значительнее возрастают эксплуатационные расходы.
Во-вторых, обратный осмос - это один из самых низкопроизводительных методов водоподготовки. Мембраны пропускают воду медленно, и имеют низкую производительность. Поэтому в ряде случаев этот метод требуют установки внушительной и дорогостоящей накопительной емкости из пищевой нержавеющей стали.
В-третьих, вода перед мембраной обратного осмоса должна обязательно пройти тщательную предварительную очистку на какой-либо установке с традиционной технологией очистки воды. По сути это означает увеличение первоначальной стоимости мембранной установки.
В - пятых, технология очистки воды обратным осмосом, по сути является самоедской: при работе системы обратного осмоса в дренаж сбрасывается до 75% очищаемой воды ( тогда как при традиционных методах очистки воды, - всего не более 5 %).. На выходе пользователь получает лишь 25-30% воды. Правда, воды очень хорошо очищенной. Но не полезной, а вредной для здоровья человека.
В - шестых, - метод обратного осмоса неизменно связан с использованием современных мембран. Для того, чтобы повысить эффективность обратноосмотических фильтров, • нередко применяются нанокристалы и специальные модификаторы. О безопасности подобных веществ споры в научном мире не прекращаются и по сей день.
В - седьмых, мембранные методы разделения не способны улавливать летучие органически вещества, размер молекул которых меньше диаметра молекул воды. Именно поэтому задержать частицы инсектицидов и гербицидов мембранные фильтры не могут. С другой стороны, обратноосмотические мембраны легко забиваются сульфатами бария, стронция, карбонатом кальция, диоксидом кремния и ферросоединениями, и требуют весьма частой замены.
www.konversia.com
Осмотический фильтр для воды - лучшее решение
Среди известных способов производства и подготовки пресной, лишенной солевых примесей и минералов воды, самым надежным и показывающим хорошую эффективность, считается способ, при котором применяется обратный осмос и специальные осмотические очистители.
Метод очистки, с применением таких фильтров, базируется на разделении водного объема на неравные доли, используя мембрану для осмоса. При таком подходе, основная часть воды будет очищена от растворенных примесей, при том, что другая малая часть воды, получит всё количество растворенных в начальном объеме воды примесей.
Фильтры, работающие на принципе осмоса, дают возможность удалять из жидкости большинство солевых примесей и посторонних агентов, оставляя при этом в воде лишь присутствие небольшого количества низкомолекулярных органических веществ.
Основным принципом работы любых фильтров, работающих на осмосе, является фильтрация воды сквозь мембрану, которая становится основным элементом очистителя, и благодаря которой, происходит качественная фильтрация жидкости. Известные компании производят также системы фильтров и осмотические фильтры для воды, содержащих ионообменные смолы, такие как аниониты или катиониты.
Осмотический фильтр для воды и мембраны для осмоса
Данные мембраны разделяют обычно на несколько типов, и они могут использоваться при различных конструкциях мембранных фильтров.
В таких мембранах используют либо нанофильтрационные, либо особенные осмотические перегородки (мембраны), либо же могут применяться ультрафильтрационные и микрофильтрационные перегородки. В основном используются именно осмотические мембраны, которые характеризуются высокой степенью очистки от железистых примесей. Ультрафильтрационные и микрофильтрационные перегородки, чаще применяются при необходимости тонкого качественного осветления воды.
Что собой представляют мембраны, в основе фильтрации которых лежит осмос? Эти мембраны состоят из полностью асимметричных либо же композитных материалов, которые дают возможность удалять из воды все соли или другие посторонние агенты. Асимметрические мембраны – состоят из двух различных по характеру и особенностям строения слоев. Именно благодаря такой двухслойной структуре мембран, становится возможным совмещение в фильтрах нескольких различных функций, таких как тонкое осветление, и одновременное обессоливание жидкости.
При изготовлении первого слоя перегородки, обычно используют избирательные материалы, пропускающие молекулы жидкости, и при этом не допускающие прохождения молекул растворенных в воде солей. Такая избирательность реализуется за счет специального компонента – пористого материала, который может пропускать исключительно молекулы воды и мелких молекулярных соединений, размером менее 0,00001 мкм.
Вторым слоем таких мембран является подложка, в которой применяются грубые материалы, такие же, как и те, что используются в фильтрах для осветления h3O. Использование такой конструкции позволяет сделать первый слой более прочным, и защитить его от повреждений.
Фильтрация в таких системах, чаще всего происходит так же, как и обычная очистка в фильтрах, при которой частицы задерживаются за счет более мелкого размера пор, чем размеры самих частиц. Но, в таких очистительных системах, также возможна и диффузия, за счет которой жидкость-растворитель, а в данном случае вода, вступает в слабое химическое взаимодействие с мембраной, за счет оказываемого на растворитель давления, либо подаваемой разницы потенциалов. Сама очистка жидкости в таких устройствах основана на различных скоростях процесса диффузии веществ на поверхности мембраны.
Осмотический фильтр для воды и его принцип действия
Прямой осмос характеризуется тем, что вода, помещенная в два сосуда, соединенных мембраной, при разных концентрациях растворенных химических соединений, начинает переходить в ту сторону, в которой концентрация примесей является большей. При этом создается давление, которое называется осмотическим. Этот процесс продолжается до тех пор, пока не наступит равновесие, и концентрации в обоих сосудах не уравняются.
При обратном осмосе, для перехода жидкости вопреки градиенту концентрации, применяется искусственное создание давления, величина которого равна осмотическому, при обычном осмосе. Таким способом и происходит очистка воды от растворенных в ней солей и вредных примесей, которую выполняет осмотический фильтр для воды.
На сегодняшний день, фильтры, работающие на принципе обратного осмоса, используют при очистке воды от ионов солей, некоторой части не ионных частиц и малой части растворенных в воде газов. В работе фильтров может допускаться некоторое наличие одновалентных ионов (не больше 5%), и 2-х, 3-х валентных ионов (не более 1%) солевых примесей.
Кроме того, фильтры позволяют удалить из жидкости микроорганизмы и нерастворимые примеси, присутствующие в воде в виде взвесей. Именно поэтому фильтры, для воды, работающие на принципе обратного осмоса, являются самыми надежными среди существующих способов деминерализации и тонкой очистки воды, для использования, как в технологическом производстве, так и в бытовых нуждах.
Такие фильтры часто разделяют на несколько категорий, ранжированных по степеням очищения воды. На уровень очистки сильно влияют как свойства самой мембраны, так и создаваемое в фильтре осмотическое давление. Осмотическое давление, к тому же определяет и стоимость в эксплуатации самих фильтров, а также их производительность.
Отдельной категорией таких фильтров, можно считать фильтры с нано фильтрационными мембранами. Они отличаются областью применения – так осмотические мембраны используются в промышленности для производства воды технической, к которой предъявляются особые требования по чистоте, и деминерализации, а фильтры с нано фильтрующими перегородками, используют в бытовых водоочистительных системах, для получения питьевой жидкости, в которой согласно нормам, должно содержаться определенное количество минеральных солей.
Мембраны таких фильтров отличаются высокой пропускной способностью для солевых примесей, и пропускают 10-20% одно- и двухвалентных солевых соединений. Такая степень очистки вполне пригодна для бытовых нужд, но не приемлема в производстве. Нано фильтрационные системы хорошо проявляют себя в качестве очистителя для тонкого осветления воды и очистки от взвешенных примесей с размером частицы до 0,001 микрометра. Вода, проходя сквозь такие фильтры, обесцвечивается и избавляется от большей части пестицидов.
Фильтры, использующие нано фильтрацию для осмоса выгодны более низким уровнем потребления энергии, что делает их удобными для использования в домашних условиях. Фильтры для осмоса состоят из элементов, которые дают возможность обеспечить хорошую работу местного очистного агрегата, выполняющего различные задачи очистки h3O.
Основными блоками такого фильтра являются:
Насос, выдающий высокое давление — данный насос нагнетает нужное количество давления, позволяющего проводить эффективную очистку жидкости на фильтре.
Основной (рабочий) модуль — рабочим модулем фильтра является мембрана, которая и проводит собственно саму очистку h3O. Основной модуль может содержать как одну, так и больше мембран. Профилактический Вентиль (или вентиль на линии сброса) — данный компонент установки позволяет очищать мембрану от скопившихся на её поверхности загрязнений, при наличии которых ультра фильтрационная или другая мембрана становится менее эффективной.
Вконтакте
Google+
voday.ru
Слухи о вреде обратного осмоса
Доброе время суток. Меня интересует более подробная информация по поводу фильтрации с помощью обратного осмоса. В интернете ходит масса "СЛУХОВ" о том что вода после обратного осмоса настолько чиста что она при употребление забирает из организма полезные минералы, и вызывает нехватку минералов. Ссылки на таких статьях на малоизвестных докторов и ни одного конкретного научного исследования, тем не менее, это настораживает так как и обратного не доказано.
Здравствуйте, Александр!
Фильтры на основе обратного осмоса, где движущей силой является градиент концентрации из более концентрированного раствора в направление менее концентрированного, очень популярны в наши дни.
Процесс обратного осмоса, как способ очистки воды, используется с начала 60-х годов. Первоначально он применялся для опреснения морской воды. Последний факт уже свидетельствует о том, какого состава и качества получается вода на выходе из фильтра. Процесс обратного осмоса настолько эффективен, что сегодня по принципу обратного осмоса в мире производятся сотни тысяч тонн питьевой воды в сутки.
Так что вполне естественно, что совершенствование технологии обратного осмоса сделало возможным применение обратноосмотических систем в домашних условиях. На настоящий момент в мире производятся тысячи таких систем. Получаемая обратным осмосом вода имеет гораздо более высокую степень очистки, чем большинство традиционных методов фильтрации, основанных на фильтрации механических частиц и адсорбции ряда веществ с помощью активированного угля.
В процессе обратного осмоса вода и растворенные в ней вещества разделяются на молекулярном уровне, при этом с одной стороны мембраны накапливается практически идеально чистая вода, а все загрязнения остаются по другую ее сторону. Фактически же, в нормальных рабочих условиях, из входящей воды извлекается 98 – 99 % растворенных в ней минеральных веществ. В полученной в результате фильтрации чистой воде, остается 6 – 7 мг/л растворенных минеральных веществ.
Процесс обратного осмоса осуществляется на осмотических фильтрах, содержащих специальные мембранах, задерживающих растворенные в воде органические и минеральные примеси, бактерии и вирусы. Очистка воды происходит на уровне молекул и ионов, заметно уменьшается общее солесодержание в воде. Много домашних фильтров обратного осмоса используются в США и Европе для очистки муниципальной воды с содержанием солей от 500 до 1000 мг/л; обратноосмотические системы высокого давления очищают солоноватую и даже морскую воду (36000 мг/л) до качества нормальной питьевой воды.
Фильтры на основе обратного осмоса удаляют из воды ионы Na, Са, Cl, Fe, тяжелых металлов, инсектициды, удобрения, мышьяк и многие другие примеси. «Молекулярное сито», которое представляют собой обратноосмотические мембраны, задерживает практически все примесные элементы, содержащиеся в воде, независимо от их природы, что оберегает потребителя воды от неприятных сюрпризов, связанных с неточным или неполным анализом исходной воды, особенно из индивидуальных скважин.
Основным элементом обратноосмотических установок является мембрана, которая представляет собой композитный полимер неравномерной плотности, изготовленный чаще всего из нитрата целлюлозы. Этот полимер образован из двух слоев, неразрывно соединенных между собой. Наружный очень плотный барьерный слой толщиной около 10 миллионных см лежит на менее плотном пористом слое, толщина которого составляет пять тысячных см. Благодаря своему строению мембрана задерживает 97-99 % всех растворенных веществ, пропуская лишь молекулы воды, растворенных газов и легких минеральных солей.
Осмотическая мембрана действует как барьер для всех растворенных солей и неорганических молекул, а также органических молекул с молекулярной массой более 100. Молекулы воды свободно проходят через мембрану, создавая поток пермеата. Качество пермеата сопоставимо с качеством обессоленной воды, полученной по традиционной схеме Н-ОН-ионирования, а по некоторым параметрам (окисляемость, содержание кремниевой кислоты, железа и др.) превосходит.
Обратноосмотическая мембрана — это прекрасный фильтр и теоретически содержание растворенных минеральных веществ в полученной в результате фильтрации чистой воде должно составлять 0 мг/л, неза висимо от их концентрации во входящей воде.
Обратноосмотическая мембрана также незаменима для избавления воды от микробов, поскольку размер пор мембран значительно меньше размер самих вирусов и бактерий.
Растворенные в воде минеральные вещества имеют электрический заряд и полупроницаемая мембрана также имеет собственный электрический заряд. За счет этого 98 – 99% молекул минеральных веществ отталкивается от обратноосмотической мембраны. Однако все молекулы и ионы находятся в постоянном, хаотичном движении. В какой-то момент движущиеся противоположно заряженные ионы оказываются на очень близком расстоянии друг от друга, притягиваются, их электрические заряды взаимно нейтрализуются и образуется незаряженная частица. Незаряженные частицы уже не отталкиваются от обратноосмотической мембраны и могут проходить через нее.
Но не все незаряженные частицы попадают в чистую воду. Обратноосмотическая мембрана устроена таким образом, что величина ее пор максимально приближена к величине самых маленьких в природе молекул воды, поэтому через обратноосмотическую мембрану могут проходить только мельчайшие незаряженные молекулы минеральных веществ, а самые опасные крупные молекулы, например, солей тяжелых металлов, не смогут проникнуть через нее.
На практике, мембрана не полностью задерживает растворенные в воде вещества. Они проникают через мембрану, но в ничтожно малых количествах. Поэтому очищенная вода все-таки содержит незначительное количество растворенных веществ. Важно, что повышение давления на входе не приводит к росту содержания солей в воде после мембраны. Наоборот, большее давление воды не только увеличивает производительность мембраны, но и улучшает качество очистки при применении метода обратного осмоса. Другими словами, чем выше давление воды на мембране, тем больше чистой воды лучшего качества можно получить.
В процессе очищения воды по принципу обратного осмоса концентрация солей со стороны входа возрастает, из-за чего мембрана может засориться и перестать работать. Для предотвращения этого вдоль мембраны создается принудительный поток воды, смывающий "рассол" в дренаж.
Эффективность процесса обратного осмоса в отношении различных примесей и растворенных веществ зависит от ряда факторов: давление, температура, уровень рН, материал, из которого изготовлена мембрана, и химический состав входной воды, влияют на эффективность работы системы обратного осмоса. Степень очистки воды в таких фильтрах составляет по большинству неорганических элементов 85%-98%. Органические вещества с молекулярным весом более 100-200 удаляются полностью; а с меньшим - могут проникать через мембрану в незначительных количествах.
Неорганические вещества очень хорошо отделяются мембраной обратного осмоса. 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 обратного осмоса. Однако производители утверждают, что 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.
Обратноосмотические мембраны используются во многих отраслях промышленности, где есть необходимость в получении воды высокого качества (разлив воды, производство алкогольных и безалкогольных напитков, пищевая промышленность, фармацевтика, электронная промышленность и т. д.).
Использование двухступенчатого обратного осмоса (вода дважды пропускается через обратноосмотические мембраны) позволяет получить дистиллированную и деминерализованную воду. Такие системы являются экономически выгодной альтернативой дистилляторам-испарителям и используются на многих производствах (гальваника, электроника и т. д.). В последние годы начался новый бум в мембранной технологии.
Мембранные фильтры также нашли и широкое применение в быту. Это стало возможным благодаря научным и технологическим достижениям: мембранные аппараты стали дешевле, возросла удельная производительность и снизилось рабочее давление. Системы обратного осмоса позволяют получить чистейшую воду, удовлетворяющую СанПиН «Питьевая вода» и европейским стандартам качества для питьевого водопользования, а также всем требованиям для использования в бытовой технике, системе отопления и сантехнике.
Мембранная фильтрация незаменима для избавления воды от микробов, поскольку размер пор мембран значительно меньше размер самих вирусов и бактерий.
Обратноосмотические фильтры имеют и ряд других достоинств. Во-первых, загрязнения не накапливаются внутри мембраны, а постоянно сливаются в дренаж, что исключает вероятность их попадания в очищенную воду. Благодаря такой технологии даже при значительном ухудшении параметров исходной воды качество очищенной воды остается стабильно высоким. Может лишь понизиться производительность, о чем потребитель узнает по счетчикам, встроенным в систему. В этом случае мембрану необходимо промыть специальными реагентами. Такие промывки проводятся регулярно (примерно 4 раза в год) специалистами сервисной службы. Одновременно производится контроль работы установки. Другое преимущество — отсутствие химических сбросов и реагентов, что обеспечивает экологическую безопасность. Мембранные системы компактны и прекрасно вписываются в интерьер. Они просты в эксплуатации и не нуждаются во внимании со стороны пользователя.
Мембранные системы очистки воды достаточно дорогостоящи. Но, учитывая то, что при использовании «накопительных» систем скорее всего понадобится несколько установок различного действия, то общая их стоимость тоже обойдется недешево. А если говорить об эксплуатационных затратах, то для мембранных систем они значительно меньше.
Сейчас технология обратного осмоса активно развивается. Установки постоянно совершенствуются. Современные системы представляют собой целые агрегаты с предочисткой воды, устанавливающиеся под мойкой или на линии подачи воды.
Осмотические фильтры получают все большую популярность в бытовом использовании благодаря надежности, компактности, удобству в эксплуатации и, конечно же, стабильно высокому качеству получаемой воды. Многие потребители утверждают, что только благодаря обратному осмосу узнали настоящий цвет чистой воды.
Большинство фильтров на основе обратного осмоса, используемых в жилых помещениях, комплектуются композитными тонкопленочными мембранами, способными задерживать от 95 до 99% всех растворенных веществ. Эти мембраны могут работать в широком диапазоне рН и температуры, а также при высоких концентрациях растворенных в воде примесей.
Наиболее прогрессивными системами подготовки питьевой воды в настоящее время являются обратноосмотические системы, дающие воду на выходе по степени очистке близкую к дистиллированной. Однако, в отличие от дистиллированной, она обладает прекрасными вкусовыми качествами, так как в ней сохранены растворенные газы.
Сегодня на российском рынке представлены и другие разновидности фильтров мембранно-сорбционного класса. Они состоят из мембранного блока и одного-двух блоков (в зависимости от производительности и ресурса) дополнительной очистки. Кроме того, уже очищенная и стабилизированная по солевому составу питьевая вода проходит финишное осветление на специальных волокнах и сорбентах. Подобное сочетание многочисленных методов очистки и осветления жидкой среды, известное среди специалистов под названием «шлифовка воды», позволило довести ресурс данных водоочистителей до 50000-75000 л.
Отечественной промышленностью выпускаются и компактные обратноосмотические фильтры, предназначенные для очистки воды в походных или экстремальных условиях. Их основное достоинство - универсальность и компактность, их всегда можно взять с собой и иметь возможность воспользоваться фильтром в любой момент. Это телескопические трубки по форме и размерам с обычную авторучку. Несмотря на миниатюрность, подобные аппараты способны надежно очистить 10 л воды от бактерий, вирусов, хлора, фенола и токсичных металлов.
Но, несмотря на свои достоинства, осмотические фильтры нравятся не всем. Главный аргумент: "Что хорошего, когда вода идеально чистая? Ведь в ней нет микроэлементов". Отвечая на этот вопрос, одни производители говорят о том, что необходимые микроэлементы человек получает не из воды, а вместе с продуктами питания, ведь, чтобы удовлетворить ежедневную потребность, например, в калии, нужно выпить 150 л воды, а в фосфоре - 1000 л; другие разрабатывают специальные минерализаторы, чтобы вода после очистки обратно-осмотическим фильтром становилась не только чистой, но и полноценной для употребления. Такие установки имеют большой ресурс (4000 - 15000 л) и высокую скорость фильтрации (1,5-3 л/мин). Эти фильтры дорого стоят – от150 до 900$, а также требуют достаточно много места для установки.
к.х.н. О.В. Мосин
www.o8ode.ru
