Как работи обратната осмоза: принципът на работа на устройствата за пречистване на фината вода

Сред битовите системи за приготвяне на питейна вода за консумация наскоро се появи нова опция, която се нарича обратна осмоза. Този набор от филтри и специална мембрана струва много, но може да даде коефициенти на почти всеки аналог.

Има ли смисъл да разклонявате? За да получите отговора на този въпрос, трябва да разберете как работи обратната осмоза и след това да съпоставите разходите и резултата. С наша помощ процесът на запознаване с усъвършенствана система за лечение ще протече много по-бързо и по-ефективно.

Събрахме и систематизирахме за вас цялата полезна и достоверна информация за мембранната пречиствателна станция. За да завършим възприятието, допълнихме текстовия материал с диаграми, илюстрации и видеоклипове с препоръки към бъдещите клиенти.

Работете обратна осмоза

Процесът на осмоза се основава на свойството на водата да изравнява нивото на примеси в разтвори, разделени от мембрана. Дупките в тази мембрана са толкова малки, че през тях могат да преминават само водни молекули.

Ако в една част от такъв хипотетичен съд концентрацията на примесите се увеличи, водата ще започне да тече там, докато плътността на течността и в двете части на съда не се изравни.

Обратната осмоза дава точно обратния резултат. В този случай мембраната се използва не за изравняване на плътността на течността, а за събиране на чиста вода от едната страна и разтвор, наситен с примеси от другата. Ето защо такъв процес се нарича обратна осмоза.

Всички тези химически характеристики са малко интересни за купувачите, особено за тези, които не са добре запознати с науката. Достатъчно е те да разберат, че центърът на системата за обратна осмоза е специална мембрана, порите на която са толкова малки, че не пропускат нищо, което надвишава размера на водна молекула и това е значителна част от замърсяването, съдържащо се в чешмяна вода.

Уви, молекулата на водата не е най-малката на земята, например молекулите на хлора са много по-малки, така че могат да изтекат и през мембраната. В допълнение, контактът с големи суспензии на тази мембрана е противопоказан. Малките му пори по време на това излагане бързо ще се запушат и този елемент ще трябва да бъде заменен незабавно.

Тази диаграма илюстрира пет етапа на пречистване на водата, използвайки система за обратна осмоза: предварително почистване чрез три филтъра, мембрана и последваща обработка

За да не се случи това, системата за обратна осмоза също включва три допълнителни филтърас помощта на която водата преминава предварителна подготовка. Мембраната разделя частично пречистената вода на две неравни части. Около една трета от входящия обем е чиста вода, която след това влиза в резервоара за съхранение.

Друга две трети от обема на водата е частта, в която е концентрирано замърсяването. Такъв концентрат се изхвърля в канализацията. Обикновено между резервоара и крана има малък контейнер. Тук е инсталиран патрон, който е предназначен да подобри качеството на вече пречистената вода, например да я насити с полезни минерали.

Схематично принципът на обратната осмоза може да бъде описан, както следва:

1. Водата тече от водната система към предварително филтрите.
2. Тогава течността се подлага на процедура на обратна осмоза.
3. Пречистената вода влиза в резервоара за съхранение.
4. Концентратът, съдържащ филтрирани примеси, се транспортира до канализацията.
5. Чистата вода от резервоара за съхранение влиза в крана за чиста вода директно или чрез допълнителни устройства.

По този начин системата за обратна осмоза представлява набор от устройства, които осигуряват възможност за получаване на питейна вода с висока степен на пречистване. Доскоро подобни системи се използваха главно в промишлеността, в заведенията за обществено хранене в здравните заведения и др.

Тази диаграма илюстрира разделянето на поток от вода, пречистена с помощта на система за обратна осмоза, в два потока: чиста вода и концентрат, който се движи в канализацията.

Но поради нарастващите изисквания към качеството на чешмяната вода през последните години, системите за обратна осмоза, предназначени за битова употреба, придобиха популярност. Те се различават по конфигурация, производителност, размер на резервоара за съхранение и т.н. Филтрите и мембраната трябва периодично да се сменят.

Как да определим дали мембрана трябва да бъде заменена? Докато експлоатира, порите му се запушват и идва моментът, в който водата просто не преминава в резервоара за съхранение. Такава мембрана ще трябва да бъде заменена във всеки случай. Но експертите препоръчват да го замените много по-рано.

Системата за обратна осмоза се състои от резервоар за съхранение, комплект от три предварително филтри, мембрана и пост-филтър за допълнително пречистване и обогатяване на вода

За да определите качеството на пречистената вода с помощта на система за обратна осмоза, използвайте електронно устройство - TDS-metr. С негова помощ се определя нивото на съдържание на сол във вода.

За чешмяна вода преди лечението този индикатор може да бъде 150-250 mg / l, а след третиране с помощта на технология за обратна осмоза солеността се счита за норма в диапазона от 5-20 mg / l. Ако количеството на солите в пречистената вода е повече от 20 mg / l, се препоръчва да се замени мембраната.

Тези, които искат да изберат водни филтри, използвани в различни етапи на пречистване, ще намерят много полезна информация в следващата статия.

Отделни елементи на системата

Най-скъпият и основен елемент на системата за обратна осмоза е мембраната. Това е микропорест материал, усукан в един или повече слоеве около перфорирана пластмасова сърцевина. Отгоре мембраната е затворена с пластмасов защитен капак, който е фиксиран с О-пръстени.

Водата навлиза в тялото на мембраната и преминава през порест пълнител. В този случай молекулите на чиста вода проникват през порестата сърцевина и след това се преместват в резервоара за съхранение.

Но замърсителите с малко вода не могат да преминат мембранната бариера. Те излизат от противоположния край на мембранния блок и се изхвърлят.

На диаграмата можете да видите състава на мембраната за системата за обратна осмоза: многослоен порест материал, фиксиран в пластмасов корпус около перфорирана сърцевина

Както беше споменато по-горе, директният контакт на мембраната с обикновена чешмяна вода може да бъде пагубен. Факт е, че порите му са много малки - само 0,0001 микрона. Мембраната не може да бъде премахната, изплакната и повторно инсталирана, както се прави с някои механични груби филтри.

Един скъп артикул трябва да бъде напълно заменен на всеки две до три години. Терминът може да варира в зависимост от условията на работа на мембраната: налягане във водоснабдителната система, количеството и естеството на замърсяване, температура на водата и др.

В някои случаи мембраната може да издържи пет години или дори по-дълго, понякога е необходимо да се подмени след първата година на работа.

Важен фактор за това е наличието на предварително филтри: два механични и един въглероден. Първият механичен филтър отрязва всички неразтворими замърсители, чийто размер надвишава 0,5 микрона. Това могат да бъдат зърна от пясък, частици от ръжда и други подобни „механики“.

На следващо място преминава водата въглероден филтър, който задържа молекулите на различни химикали: хлорни съединения, които неизменно присъстват в чешмяна вода, както и тежки метали, проникнали от почвата от пестициди, разтворено желязо и други включвания от органичен или неорганичен произход.

Механичните и въглеродните филтри в системата за обратна осмоза изискват подмяна на всеки четири до шест месеца. Необходимите касети могат да бъдат закупени като комплект

След това друг механичен едномикронен филтър завършва предварителната обработка с вода.В резултат на това водата, която не съдържа замърсители, които могат да повредят мембранен филтър или да го преодолеете.

Тези филтри трябва да се подменят редовно на всеки няколко месеца. Но те струват няколко порядъка по-евтино от мембраната и навременната подмяна може значително да удължи експлоатационния й живот.

За събиране на пречистена вода се използва акумулативен резервоар. Капацитетът му може да варира между 4-12 литра, това зависи от производителността на системата. За производството на такива резервоари обикновено се използва висококачествена стомана. Отвън контейнерът е покрит със слой устойчив емайл. Вътре е монтирано силиконово уплътнение, което разделя резервоара на две части.

От едната страна на уплътнението се събира чиста вода, от другата - въздух. Количеството въздух в камерата може да бъде променено с помощта на нипел, разположен от въздушната страна на резервоара.

Въздухът създава допълнително налягане вътре в резервоара за съхранение, което спомага за придвижването на водата до чешмата с необходимото налягане. Разбира се, на резервоара има изход за свързване на маркуч, през който питейната вода се придвижва към крана.

Обикновено този кран е инсталиран на мивка. Дори ако по някаква причина се прекъсне подаването на вода през водопроводната система, в резервоара ще остане определено количество, което ще направи проблема по-малко остър. В тази ситуация за пълно изпразване на резервоара за съхранение има смисъл да увеличите налягането чрез изпомпване на въздух през нипелна връзка.

Степента на пречистване на водата с помощта на система за обратна осмоза я доближава до дестилираната. В този случай мембраната преминава молекули кислород, разтворен във вода, което повишава нейното качество.

За да подобрите вкуса, водата може да се пропуска през минерализатор или други модули. Но е подходящ за пиене и веднага след преминаване на мембранното почистване. Не е необходимо да го варите за пиене.

Като допълнителен модул, който подобрява качеството на питейната вода, системите за обратна осмоза могат да бъдат допълнени с минерализатор или биокерамичен патрон. Минерализаторът се използва за обогатяване на водата с полезни вещества като калций, натрий, магнезий и др.

Всички тези минерали имат положителен ефект върху нервната и сърдечно-съдовата система на човека, предотвратяват появата на много опасни заболявания, стимулират нормалното ниво на киселинност в кръвта и др.

Минерализаторът в системите за обратна осмоза се използва за обогатяване на пречистената вода с минерали и да я направи по-здравословна.

Биокерамичният патрон действа по различен начин. Като част от неговото "пълнене" има топчета, състоящи се от печена глина и парчета турмалин. Този минерал е способен да упражнява изключително благоприятен ефект върху водата. Допринася за промяна в структурата на водата, което в крайна сметка има благоприятен ефект върху ендокринната система и укрепване на имунитета.

С течение на времето ресурсът на такива допълнителни модули се изчерпва, те изискват периодична подмяна. Следователно е по-удобно да се използва кран с два клапана.

Водата се подава директно от задвижването към единия клапан, а към втория - чрез минерализатора. Водата, обогатена с полезни вещества, се използва само за пиене и се приготвя на вода без минерали.

Относно правилата за избор на система за пречистване на вода за автономна система за водоснабдяване на частна къща, една от популярни статии нашия сайт.

Предимства и недостатъци на обратната осмоза

Високата степен на пречистване и гарантираното качество на питейната вода са основните предимства на системите за обратна осмоза. Счита се, че съдържанието на чужди вещества във водата, пречистена по този метод, е десет пъти по-ниска от минималната допустима норма. Конструктивните характеристики на мембраната предотвратяват случайно попадане на замърсители в потока на пречистена вода.

Тази диаграма показва подробно устройството и принципа на работа на мембраната с обратна осмоза, което ви позволява да получите пречистена вода - пермеат - и да премахнете замърсената част - концентрат

Такава вода може безопасно да се консумира за пиене и готвене, може да се дава на деца и домашни любимци. За здравето водата, получена чрез технология за обратна осмоза, е много по-полезна от варената чешмяна вода. Акваристите използват такава вода, за да допълнят обема на аквариумите, без да се утаяват.

Въпреки по-сложния дизайн в сравнение с конвенционалните битови филтри, инсталиране на такива системи изпълнява се без проблеми. Всичко необходимо за инсталиране обикновено се доставя. Почти всички елементи или техните модификации могат да бъдат закупени отделно.

Системата не заема твърде много място, най-често резервоарът и комплект филтри с мембрана са фиксирани директно под мивката. Компактен кран за питейна вода, монтиран на мивката, обикновено се вписва идеално в интериора.

Размерите на компонентите на системата за обратна осмоза са малки, обикновено те могат лесно да бъдат инсталирани под мивката. Комплектът включва набор от тесни маркучи за свързване на отделни елементи на системата

Основният недостатък на системите за обратна осмоза е високата първоначална цена на комплекта. По-нататъшната поддръжка на системата също ще изисква разходите за подмяна на филтърните касети, но те струват значително по-малко.

На всеки няколко години ще е необходимо да се подменя мембраната, цената на която може да бъде около 50 долара. Но изчисленията показват, че в резултат на това цената на чистата вода ще струва на семейството по-малко, отколкото купуването на питейна вода от трети доставчици.

Ефективността на мембраната в системата за обратна осмоза постепенно намалява, тя трябва да се подменя на всеки няколко години. Този период варира в зависимост от условията на работа.

Друга особеност на системата за обратна осмоза, която с разтягане може да се счита за недостатък, е ниската производителност. Пречистената вода прониква през мембраната много бавно, стандартният капацитет на мембраната е около 150-300 литра на ден.

Освен това повече от половината вода, постъпваща от водоснабдяването, отива в канализацията, което до известна степен се отразява на размера на сметките за комунални услуги.

Но ако обемът на резервоара за съхранение е избран правилно, тогава проблемите могат да възникнат за кратко време само когато системата стартира веднага след инсталирането или след дълъг период на бездействие с празен резервоар за съхранение.

Препоръчителна свързана статия: Обратна осмоза: вредата и ползите от пречистването на мембраната от чешмяна вода.

Как да изберем подходящ модел?

Размерите на елементите на системите за обратна осмоза обикновено съответстват на определен стандарт, но не винаги. Използването на система със стандартни параметри дава по-голям избор на сменяеми елементи. Практиката показва, че продуктите от местното производство, които са по-евтини от чуждестранните аналози, не се различават много по качество от последните.

Касетите с предварително филтър за обратна осмоза, както и мембраната и след филтъра изискват периодична подмяна. Не е трудно да се изпълнявате самостоятелно в съответствие с инструкциите на производителя

Разбира се, по-добре е да направите покупка директно от производителя, от проверен дилър или в надежден магазин. Добрите системи за обратна осмоза имат технически сертификат, официална гаранция, подробни инструкции за монтаж и експлоатация, както и сертификати за качество.

Размерите на резервоара за съхранение зависят от нуждите на семейството, както и от размера на пространството, в което ще бъде инсталирано устройството. Максималният капацитет ще бъде подходящ за къщата, в която живее голямо семейство, най-популярните са резервоари с обем около 8-10 литра.

Важен индикатор работи налягане във водоснабдителната система, Оптималният индикатор е 2,8 бара. Ако налягането е твърде ниско, има смисъл да закупите система за обратна осмоза с вградена помпа, която ще осигури достатъчно налягане за питейна вода. Ако налягането във водоснабдяването е много по-високо, ще трябва да инсталирате механизъм за намаляване на налягането.

Ако отделните елементи на система за обратна осмоза имат стандартни размери, ще бъде по-лесно да намерите подходящи касети за подмяна. Тази точка трябва да се изясни преди покупката.

Най-внимателното внимание изисква мембраната на системата за обратна осмоза. Този елемент трябва да бъде с постоянно високо качество и с подходящи характеристики. За малко семейство оптималната цифра е около 7 литра на час.

Няма смисъл да преплащате за по-продуктивна мембрана, ако не е необходимо. За сравнение: устройство с капацитет от 15 литра на час лесно отговаря на нуждите от чиста вода на малък кетъринг бизнес.

Комплектът се счита за стандартен, който включва пет основни стъпки за почистване: три предварително филтри, мембрана и пост-филтър. Съдържанието на този последен елемент може да варира.

Минерализаторът и биокерамичният патрон вече бяха споменати. Поставянето на патрон, съдържащ кокосова обвивка, активен въглен и сребърни йони, също се счита за популярно решение.

Тези вещества дезинфекцират водата, допълнително я пречистват и придават приятен вкус. Друг интересен вариант за последваща обработка на водата е ултравиолетовият дезинфектант. Някои модели системи за обратна осмоза ви позволяват да използвате няколко различни касети едновременно.

Изводи и полезно видео по темата

Видео №1. Общ преглед на принципите на функциониране на системите за обратна осмоза можете да намерите тук:

Видео №2. Този видеоклип описва подробно работата на такава система, използвайки примера на модела Geyser Prestige M:

Видео №3. Това видео ви позволява да сравнявате характеристиките на работата на поточните филтри и системите за обратна осмоза:

Системите за обратна осмоза са надежден и удобен начин да осигурите на дома си достатъчно чиста питейна вода. Да, цените на такива устройства остават високи, но те повече от изплащат, тъй като чистата питейна вода намалява риска от много заболявания и подобрява качеството на живот.

Искате ли да поговорите за личния си опит в инсталирането и работата на система за обратна осмоза? Има информация, която искате да споделите с нас и посетителите на сайта, имате въпроси? Моля, оставете коментари в блока, намиращ се под текста на статията.