Что такое системы обратного осмоса? Система обратного осмоса что такое

Что такое системы обратного осмоса?

В водопроводной воде, даже очищенной городским Водоканалом, всегда присутствуют нежелательные примеси, от которых надо избавляться. Это — хлор, оставшийся после обеззараживания, избыточные соли жесткости и тяжелых металлов, токсичные органические вещества и нерастворимые частицы (песок, ржавчина, ил и т.п.). Поэтому рынок сегодня предлагает широкий спектр бытовых фильтров для воды.

Обратный осмос — на данный момент самый тонкий метод очистки воды, применяемый в бытовых фильтрах. Упрощенно говоря, этот процесс представляет собой проход воды под давлением через специальную полупроницаемую мембрану. Она имеет «сито» из пор размером до 0,0001 мкм (или 0,1 нм), которые пропускают только молекулы Н2О. Схематично это выглядит следующим образом:

На практике обратный осмос стали применять в прошлом веке. Поначалу из-за дороговизны процесса его использовали в узкой сфере: для опреснения соленой воды на подводных лодках.

Со временем технологии совершенствовались и удешевлялись. Сейчас системы обратного осмоса становятся доступными всё большему числу потребителей. Сегодня это один из главенствующих трендов на рынке бытового водоочистительного оборудования.

Современные бытовые фильтры для воды на основе обратного осмоса обеспечивают очень серьезные показатели очистки воды. Так, например, для токсичного стронция степень очистки составляет до 99,9%.

Очевидно, что такая высокая эффективность возможна при низкой скорости фильтрации, и в начале работы обратноосмотического фильтра не более 40% воды проходит через мембрану, а остальная уходит в дренаж вместе с примесями. Для накопления запаса чистой воды в комплект фильтра обратного осмоса входит накопительный бак, конструкция которого предусматривает эластичную перегородку, разделяющую внутреннее пространство. Внизу объема, заполненного воздухом, создается давление около 0,5 атм. При заполнении верхней части бака водой в его нижней части воздух сжимается. Когда бак наполнен и воздух сжат до установленного предела, на автопереключатель поступает сигнал, и процесс фильтрации прекращается.

Для прохода воды через мембрану обратного осмоса необходимо приложить внешнее давление минимум 3 атм. Но нередко напор в водопроводной магистрали бывает недостаточным, поэтому производители фильтров предлагают модели с повышающим насосом (помпой).

Обратный осмос очищает воду настолько глубоко, что из нее исчезают полезные соли кальция и магния, необходимые для нормального функционирования сердечно-сосудистой системы и опорно-двигательного аппарата. Выходом из положения будет минерализатор, который производители предлагают приобрести вместе с фильтром.

У многих может сложиться впечатление, что обратноосмотические фильтры — это слишком дорогое удовольствие, и в домашних условиях можно обойтись менее затратными средствами, например, фильтрами-кувшинами или насадками на кран. Однако во многих случаях обратный осмос незаменим. При сверхвысокой жесткости воды (более 10 мг-экв./л или ºЖ) другие способы очистки становятся нерентабельны — слишком быстро засоряются фильтрующие элементы, и вложения в фильтр обратного осмоса вкупе с эксплуатационными затратами в итоге окажутся куда меньше расходов на замену картриджей в кувшине или насадке. Также применение систем обратного осмоса рекомендуется в случаях, когда состав исходной воды не известен, а сделать развернутый анализ не представляется возможным.

thequestion.ru

Принципиальное различие фильтров прямого и обратного осмоса

Главная
Прямой фильтр и обратный осмос, в чем разница?

Осмос – явление, лежащее в основе практически всех процессов жизнедеятельности живых организмов на Земле. Природа дала пример высокоэкономичного и экологичного процесса обмена жидкостями, люди изучили этот процесс и взяли его на вооружение.

На принципе осмоса основано движение воды в растениях – их корни представляют собой идеальные полупроницаемые мембраны, не выпускающие воду из растения, но успешно аккумулирующие молекулы воды из почвы в силу того, что само растение обладает большей концентрацией солей, чем природная вода. Человеческий организм функционирует на тех же принципах – оболочка клетки являет собой полупроницаемую мембрану, способную пропустить жидкость внутрь клетки, а вместе с водой и растворенные в ней питательные вещества, и не выпустить из клетки более крупные молекулы органических веществ. Клетка впитывает воду из межклеточной жидкости, благодаря осмотическому давлению, возникающему за счет повышенного уровня солевого состава клетки относительно менее насыщенной солями межклеточной жидкости.

Принцип осмотического смешивания жидкостей взят за основной принцип действия самых лучших на сегодняшний день систем очистки воды – фильтров с прямым и обратным осмосом.

Система прямого осмоса

Как функционирует фильтр с прямым осмосом? Просто, экономично, технологично. В одно из отделений емкости, разделенных полупроницаемой мембраной, способной пропустить лишь молекулы определенного размера (в нашем случае, это молекулы воды) наливается загрязненная жидкость. В другое - высококонцентрированный раствор, служащий очистителем. Поскольку концентрация молекул в очистителе выше, через полупроницаемую мембрану за счет осмотического давления в раствор-очиститель начинают втягиваться молекулы воды, до тех пор, пока концентрация в растворах не выровняется. В качестве концентратора-очистителя раствора используется, как вариант, нетоксичный и легкоудаляемый карбонат аммония. При помощи нагревания карбонат аммония разлагается, выпадает в осадок и легко удаляется из воды. В итоге мы имеем высокой степени очищенную питьевую воду.

Но более продуктивным и высокотехнологичным на сегодня считается процесс очистки воды с помощью обратного осмоса. Принцип действия этого фильтра основан на том, что вода пропускается через полупроницаемую мембрану с помощью приложенного к ней давления, превышающего природное, осмотическое. При этом все загрязнения остаются в изначально очищаемом растворе, на выходе мы имеем идеально чистую, насыщенную кислородом воду с улучшенными органолептическими показателями.

Основное преимущество фильтров с обратным осмосом – идеальное, стерильное очищение воды от любых загрязнений и микроорганизмов, вирусов, бактерий.

Именно поэтому такие фильтры незаменимы для получения особочистой воды, используемой в медицинских целях и промышленности, особенно – пищевой.

Так же эти фильтры прекрасно зарекомендовали себя при опреснении морской воды.

И, хотя и бытует мнение, что идеально очищенная вода якобы малополезна для здоровья, поскольку не несет в себе необходимых минеральных веществ, вода, полученная с помощью технологии обратного осмоса, оказывается все же полезной в том плане, что не может нанести никакого вреда. Она стерилизована от всех возбудителей заболеваний. Отсутствие в ней, например, солей жесткости, гарантирует невозможность образования камней в почках. Очищение от солей железа предотвращает губительное состояние гемохроматоза. А все абсолютно необходимые человеку минеральные вещества он получает, в основном, со сбалансированным питанием.

В целом, перспектива использования фильтров обратного осмоса выглядит весьма многообещающе, поскольку эти фильтры отличаются высочайшей степенью очистки воды и относительной экономичностью.

ukkontur.ru

Все о питьевой воде - Что же такое вода?

Ежедневное потребление питьевой воды является основой жизнедеятельности человека, и от качества и чистоты воды зависит состояние его здоровья. Однако вода из поверхностных и артезианских вод не пригодна для использования, так как она загрязнена различными соединениями в опасной концентрации и микроорганизмами, вызывающими серьезные заболевания.

Чистая вода необходима и для бытовых нужд, так как содержащиеся в загрязненной воде соли и железо выводят из строя бытовую технику, а на раковинах образуют налет. В связи с этим вопрос очистки потребляемой воды становится первоочередным, и для его решения разрабатываются различные очистительные системы и фильтры. Практика показывает, что среди многообразия методов обработки воды наиболее эффективной и результативной является система обратного осмоса.

Осмос – это процесс, повсеместно встречающий в природе: осмос обеспечивает обмен веществ всех живых организмов, благодаря чему в клетки поступают питательные вещества, а шлаки выводятся. Осмос представляет собой процесс взаимопроникновения жидкостей из растворов разной концентрации через полупроницаемую (тонкопленочную) мембрану. Жидкости с низким содержанием солей приникают в раствор с высоким содержанием до тех пор, пока концентрация солей в обоих растворах не становится одинаковой. Действие системы осмос, используемой для очистки потребляемой воды, основано на том, что полупроницаемая мембрана пропускает молекулы воды и кислорода, задерживая более крупные молекулы солей, примесей и микроорганизмов.

Обратный осмос представляет собой технологию фильтрации воды, используемую уже не одно десятилетие, в процессе которой к жидкости с более высокой концентрацией солей применяется внешнее давление. Под действием давления, создаваемого насосом, молекулы воды меняют направление и начинают двигаться из более концентрированной жидкости в менее концентрированную. Обратный осмос обеспечивает разделение воды и растворенных в ней солей и иных примесей на молекулярном уровне, в результате чего с одной стороны мембраны оказывается идеально чистая вода, а с другой остаются загрязнения. В настоящее время обратный осмос является технологической основой работы большинства фильтров и различных современных водоочистителей.

Эффективная работа обратного осмоса зависит от химического состава воды, давления, уровня рН, а также материала мембраны. В системе обратного осмоса, используемой для очистки питьевой воды, давление входящей воды на полупроницаемую мембрану равно давлению воды в трубопроводе. Для обеспечения нормальной работы мембраны необходимо поступление воды под давлением 3,5–4 атмосферы, что соответствует давлению большинства городских трубопроводов. При этом следует учесть, что повышение входного давления не вызывает увеличение содержания солей в очищенной воде: наоборот, высокое давления на входе активизирует работу мембраны, что, соответственно, улучшает качество получаемой воды. Использование мембран различных типов обеспечивает избирательное удаление из воды ионов жесткости, железа, тяжелых металлов и пр.

Процесс очищения воды сопровождается увеличением концентрации солей, что может вызвать засорение мембраны. Во избежание этого вдоль мембраны обеспечивается принудительный поток воды, который смывает скопление солей в дренаж, а перед мембраной устанавливаются специальные префильтры для задержания взвесей, крупных частиц и песка. Органические вещества, молекулярный вес которых составляет более 100-200, благодаря системе обратного осмоса удаляются из воды полностью, однако добиться стопроцентной очистки воды от примесей с меньшим молекулярным весом достаточно сложно. Тем не менее, даже проникая в очищенную воду, эти вещества находятся в ней в очень малых и абсолютно не опасных для здоровья концентрациях.

Действие традиционных фильтров для очистки воды основано на отсеивании частиц и примесей путем пропускания воды через кварцевый песок или активированный уголь. Однако эти «накопительные», или сорбционные очистительные системы удаляют только определенные виды загрязнений, а для очистки питьевой воды требуется избавление от всех опасных примесей. Соответственно, «разделяющие», или мембранные системы, к которым относится обратный осмос, являются более эффективными и универсальными. Обратный осмос позволяет удерживать до 99% примесей, не изменяя при этом вкусовые качества воды и ее полезные свойства.

Обратный осмос и установки, работающие по его технологии, используются как для бытовых нужд, так и в различных отраслях промышленности, в частности, пищевой и фармацевтической. Система осмос является экономически более выгодной, по сравнению с дистилляцией или ионным обменом. Наряду с этим, система обратного осмоса проста в использовании, не требует больших эксплуатационных затрат и достаточно компактна, благодаря чему ее можно легко устанавливать в домашних условиях. Фильтры, работающие по технологии обратного осмоса, умещаются под кухонную мойку, комплектуются небольшим бачком для хранения чистой воды и отдельным краном, который монтируется рядом с основным смесителем. Это позволяет всегда иметь дома абсолютно чистую воду, которую можно потреблять в любых количествах без ущерба здоровью.

Иногда, не верно высказывается мнение о том, что пить очищенную посредством системы обратного осмоса обессоленную воду вредно для организма, однако именно потребление этой воды снижает риск отложения солей и появление мочекаменной болезни. Производство пива, соков и прохладительных напитков также основано на использовании воды, прошедшей очистку системой обратного осмоса. Таким образом, на сегодняшний день обратный осмос является самой действенной и перспективной технологией очистки, обеспечивающей неизменно высокое качество, чистоту и безопасность получаемой воды.

Системы обратного осмоса