К одной из последних разработок относится умная система, представленная компанией «Новая вода». Эта система, помимо обратноосмотического фильтра, дополнительно укомплектована минерализатором и биокерамическим активатором, что способствует улучшению качества очищаемой воды.
Различия между технологиями прямого и обратного осмоса
Вода очищается двумя основными методами, использующими полупроницаемые мембраны: прямым и обратным осмосом. Оба метода основаны на осмотическом эффекте, который возникает, когда два раствора одного и того же вещества с различной концентрацией разделены полупроницаемой мембраной. Несмотря на схожесть в их принципе действия, между этими технологиями есть значительные отличия в принципах работы, необходимом оборудовании и в сферах применения.
ПРИНЦИП РАБОТЫ
Перед тем как рассмотреть особенности двух технологий, давайте объясним, что такое осмос. Представим себе емкость, разделенную на две части полупроницаемой мембраной с порами, размер которых составляет менее 0,0001 микрон. Для сравнительного анализа, это даже меньше расстояния между атомами углерода в алмазе. Мы условно обозначим две области как А и Б. В первой области (А) концентрация раствора существенно выше, чем во второй (Б). В такой ситуации начнется автоматический переход молекул воды из области с низкой концентрацией в область с высокой, пока концентрация в обеих областях не выровняется.
При этом, благодаря малому размеру пор, только молекулы воды и некоторые растворенные газы смогут перемещаться через мембрану. Процесс продолжится до момента, пока уровня концентраций не станет равным.
Что это такое: основные понятия
Попытки опреснения морской воды восходят к Древней Греции, а в 60-е годы ХХ века были разработаны специальные устройства для этой задачи. На базе этих устройств и благодаря современным технологиям сегодня созданы фильтры для очистки воды. Осмотическое давление действует так, что растворитель перетекает через мембрану, которая позволяет пропускать одну группу веществ, блокируя другие. Это существенно очищает воду, таким образом минимизируя риск отравлений и вспышек инфекционных заболеваний.
В природе происходит интересное явление: кровь и лимфа омываются живыми клетками. При этом, когда они проходят через мембрану, шлаки выводятся, а питательные вещества остаются. Это создает сбалансированный обмен минеральных и солевых элементов. Такой природный процесс называется осмосом.
Существует два основными вида осмоса. Прямой осмос представляет собой процесс одностороннего проникновения молекул растворителя через мембрану. Струя будет перемещаться в сосуд, пока концентрация примесей не уравновесится.
Обратный осмос, напротив, нацелен не на выравнивание плотности раствора, а на отделение очищенной воды от жидкости, насыщенной примесями. В данном случае на высококонцентрированный раствор оказывается внешнее давление, что меняет его направление, что приводит к сливу через мембрану и очистке от вредных для здоровья веществ.
Схема и принцип действия
Вода, поступающая в наши дома, зачастую не соответствует нормам качества из-за ржавых и изношенных труб. Оптимальным способом сделать ее пригодной для питья является подключение системы обратного осмоса. Устройство устанавливается на водопровод и удобно монтируется под мойкой.
При использовании мембранного метода очищаются от радиоактивных изотопов, аммиака, нитритов, нитратов, вирусов, бактерий, а также свинца, мышьяка, кадмия, фосфатов, различных взвесей и металлов, что делает воду безопасной для потребления.
Принцип работы системы: на первом этапе осуществляется предварительная очистка в больших вертикальных колбах, где задерживаются крупные частицы, такие как ржавчина, песок или различные загрязнители. На этом этапе также удаляются нефтепродукты, хлор и фенол, а в следующем этапе, после фильтрации через полупроницаемую мембрану, ликвидируются патогенные микроорганизмы.
Результатом этого процесса создается два потока: чистая вода, которая не требует кипячения и готова к использованию, поступает в специальный резервуар, тогда как жидкость с примесями отводится в дренажную систему. Затем очищенная вода через специальный кран может быть налита в любую емкость, такую как стакан, кувшин или чайник.
Обратный осмос в пурифайерах
- Первый этап включает предварительную подготовку с помощью механической и угольной фильтрации.
- На втором этапе вода проходит через мембрану, на которой задерживаются частицы размером от 0,001 до 0,0001 мкм. Эта система эффективно удаляет ионы магния, кальция и марганца, а также нитраты и нитриты, вирусы и бактерии.
- На последнем этапе осуществляется фильтрация с использованием прессованного угля для финальной очистки.
Преимущества применения обратного осмоса в пурифайерах:
- Эффективное удаление солей и минералов, включая тяжелые металлы. Система способна удалять бактерии, вирусы и пестициды без применения дополнительных фильтров.
- Улучшение вкусовых качеств воды за счет устранения неприятных привкусов и запахов.
- Возможность отказаться от использования бутылей, которые применяются в стандартных кулерах, что исключает необходимость заказывать большие объемы и беспокоиться об их хранении.
- Экономия, особенно когда речь идет о необходимости обеспечения водой целых офисов, предприятий и школ. Выгода по сравнению с традиционными методами подачи может достигать 70%.
- Доступное и простое обслуживание системы.
Компания PureWaterService предлагает широкий ассортимент пурифайеров с системой обратного осмоса, что гарантирует высокое качество воды для каждого клиента. Специалисты компании готовы помочь в подборе, установке и настройке оборудования, чтобы вы могли наслаждаться чистой водой без лишних хлопот.
Обратный осмос: Схема фильтра
Однако просто приложение высокого давления к раствору не гарантирует качественной работы системы обратного осмоса. Это связано с тем, что на поверхности обратноосмотической мембраны могут оседать частицы, что ведет к закупорке мельчайших пор мембраны и, как следствие, снижению производительности установок обратного осмоса.
Для предотвращения этого необходимо обеспечить очистку поверхности мембраны благодаря высокой скорости потока очищаемой воды, которая протекает вдоль поверхности мембраны. Схематично установка обратного осмоса выглядит следующим образом:
- 1. Фильтр тонкой механической очистки,
- 2. Насос повышения давления (помпа),
- 3. Обратноосмотический модуль.
Внутри обратноосмотического модуля потоки распределяются следующим образом: поток фильтрата, называемый пермеатом, составляет обычно от 25% до 40% от общего объема исходной воды, в то время как поток концентрата, который уходит в дренаж, составляет от 60% до 75%.
Чтобы уменьшить объем сбрасываемого концентрата в дренаж, иногда часть его закольцовывают, возвращая на вход повысительного насоса. Это позволяет сократить сброс концентрата на 25-30% от исходного объема воды.
Наша компания производит как бытовые фильтры для очистки воды обратного осмоса Ключ-М2, которые могут обеспечить питьевой водой семью из 4-6 человек, так и высокопроизводительные системы обратного осмоса Ключ-М, предназначенные для коттеджей и промышленных нужд с производительностью от сотен до тысяч литров в час.
Двухстадийный обратный осмос: Схема установки
Для получения особенно чистой воды, необходимой, например, в медицине, электронике и других специфических отраслях, применяется система двухстадийного обратного осмоса. В этом случае концентрат со второй стадии очистки полностью возвращается на вход повысительного насоса, тогда как часть концентрата после первой стадии сбрасывается в дренаж.
Такая процедура позволяет получать до 75-80% пермеата из исходной воды, сбрасывая в канализацию только 20-25% от общего объема.
Двухстадийные системы глубокой очистки воды активно применяются для нужд медицины, например, в силах установки получения воды для инъекций УВИ-0,15.
Система обратного осмоса: этапы очистки
Конструкция и состав систем обратного осмоса определяется условиями и целями очистки. На практике процесс работы установки обратного осмоса включает следующие стадии:
- Предварительная очистка. Для очистки водопроводной воды обычно используется комбинация из трех фильтров: механического (сечением 5, 200 и 50 микрон) и угольного. Это необходимо для снижения нагрузки на главный и наиболее дорогостоящий элемент системы – обратноосмотическую мембрану.
- Основная очистка. После предварительной очистки вода избавляется от тяжелых металлов, нефтепродуктов и других примесей более 5 микрон. Затем очищенная жидкость продавливается через пористые обратноосмотические мембраны. Готовая вода (фильтрат) направляется в специальный бак, а оставшаяся часть (концентрат) уходит в канализацию.
- Накопитель очищенной воды. Бак автоматически заполняется по мере использования чистой питьевой воды. Как правило, накопители изготавливаются из стальной листовой конструкции, покрытой эмалью. В них предусмотрены штуцеры для забора и подачи воды.
- Финишная очистка. Для исключения любых рисков вода из накопителя проходит финальную обработку через обеззараживающий фильтр, ультрафиолетовый стерилизатор или блок финишного хлорирования.
Функциональные возможности установки обратного осмоса
Промышленные установки обратного осмоса способны очищать от 250 литров воды в час и более (до 20 тысяч литров в час). Такое оборудование отличается высоким эксплуатационным ресурсом: при надлежащем техническом обслуживании и своевременной замене фильтрующих элементов, установки могут эффективно очищать воду от загрязнений на протяжении нескольких лет в таких сферах, как фармацевтика, пищевая промышленность, металлургия и других.
Установки обратного осмоса (УОО) эффективно очищают воду из центральных водопроводных систем или скважин, удаляя 97-99% загрязняющих примесей. Пользователи получают следующие преимущества:
- Постоянно высокое качество очистки. Вирусы, бактерии и другие опасные загрязнители не могут проходить через микропоры мембран обратного осмоса, и со временем качество очистки снижается лишь незначительно.
- Конечно, безопасность. Примеси не накапливаются на мембранах, что делает невозможным их проникновение обратно в чистую воду.
- Экономия. Система обратного осмоса позволяет получать глубоко очищенную воду с минимальными затратами. Стоимость одного литра подготовленной жидкости намного ниже, чем цена бутилированной воды.
- Удобство в эксплуатации. Установка эффективно очищает воду от примесей, практически не нуждаясь в постоянном контроле со стороны оператора, за исключением периодической замены фильтров.
- Компактные размеры. Промышленные установки обратного осмоса имеют малые габариты, что значительно упрощает их установку и выбор места.
- Деминерализация. Установка обратного осмоса (УОО) очищает воду от тяжелых металлов, пестицидов, гербицидов, а также вирусов и бактерий. Вместе с тем, вода теряет магний, кальций и некоторые другие полезные элементы. Оптимальным решением для обеспечения качественной питьевой воды является использование сочетания системы обратного осмоса с добавлением исходной подготовленной воды или установка модуля минерализации.
- Особые требования давления в водопроводной системе. Для корректной работы оборудования необходимо находиться минимальное давление в 3-3,5 атмосферы. Эту задачу можно легко решить с помощью установки специального насоса.
