Как работи обратната осмоза: принципът на действие на устройствата за фино пречистване на водата

Сред битовите системи за подготовка 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 шанс на почти всеки аналог.

Има ли смисъл да отделя повече? За да отговорите на този въпрос, трябва да разберете как работи обратната осмоза и след това да сравните разходите и резултатите. С наша помощ процесът на запознаване с модерната система за лечение ще протича много по-бързо и по-ефективно.

Събрахме и систематизирахме за вас цялата полезна и надеждна информация за мембранната пречиствателна станция. За пълнота на възприятието допълнихме текстовия материал със схеми, илюстрации и видеоклипове с препоръки за бъдещи купувачи.

Работа на инсталация за обратна осмоза

Процесът на осмоза се основава на свойството на водата да изравнява нивото на примесите в разтворите, разделени с мембрана. Дупките в тази мембрана са толкова малки, че само водни молекули могат да преминат през тях.

Ако концентрацията на примеси в една част на такъв хипотетичен съд се увеличи, водата ще започне да тече там, докато плътността на течността в двете части на съда 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, максимално наситен с примеси, от другата. Ето защо този процес се нарича обратна осмоза.

Всички тези химически характеристики не представляват голям интерес за купувачите, особено за тези, които не са много добре запознати с науката.Достатъчно е да разберат, че центърът на системата за обратна осмоза е специална мембрана, чиито пори са толкова малки, че не позволяват да премине нещо по-голямо от размера на водна молекула, а това е значително част от замърсителите, съдържащи се в чешмяната вода.

Уви, водната молекула не е най-малката на земята; например молекулите на хлора са много по-малки, така че те също могат да изтекат през мембраната. В допълнение, контактът с големи суспензии е противопоказан за тази мембрана. Неговите малки пори бързо ще се запушат с такова излагане и този елемент ще трябва да бъде заменен незабавно.

Тази диаграма ясно показва петте етапа на пречистване на водата с помощта на система за обратна осмоза: предварително пречистване през три филтъра, мембрана и последващо пречистване

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

Други две трети от обема на водата е частта, в която са концентрирани замърсителите. Този концентрат се изхвърля в канализацията. Между резервоара и крана обикновено има малък контейнер. Тук е инсталирана касета, която е предназначена да подобри качеството на вече пречистената вода, например да я насити с полезни минерали.

Схематично принципът на обратната осмоза може да се опише по следния начин:

1. Водата идва от водоснабдителната система към предварителните филтри.
2. След това течността преминава през процедура на обратна осмоза.
3. Пречистената вода влиза в резервоара за съхранение.
4. Концентратът, съдържащ филтрирани замърсители, се транспортира в канализацията.
5. Чистата вода от резервоара за съхранение тече към крана за чиста вода директно или чрез допълнителни устройства.

Така системата за обратна осмоза е набор от устройства, които осигуряват възможност за получаване на питейна вода с висока степен на пречистване. Доскоро такива системи се използваха предимно в индустрията, заведения за обществено хранене, здравни заведения и др.

Тази диаграма показва разделянето на водния поток, пречистен чрез система за обратна осмоза, на два потока: чиста вода и концентрат, който се придвижва към канализацията

Но поради нарастващите изисквания към качеството на чешмяната вода, през последните години системите за обратна осмоза, предназначени за битова употреба, стават все по-популярни. Те се различават по конфигурация, производителност, размери на капацитет за съхранение и т.н. Филтрите и мембраната трябва да се сменят периодично.

Как да определите, че мембраната трябва да бъде сменена? Докато се използва, порите му се запушват и идва момент, когато водата просто не преминава в резервоара за съхранение. Такава мембрана ще трябва да бъде заменена във всеки случай. Но експертите препоръчват да го смените много по-рано.

Системата за обратна осмоза се състои от резервоар за съхранение, комплект от три предфилтъра, мембрана и постфилтър за допълнително пречистване и обогатяване на водата

За определяне на качеството на водата, пречистена с помощта на система за обратна осмоза, се използва електронно устройство - TDS-метър. Използва се за определяне нивото на съдържание на сол във водата.

За чешмяна вода преди пречистване тази цифра може да бъде 150-250 mg/l, а след пречистване с помощта на технология за обратна осмоза съдържанието на сол се счита за в рамките на 5-20 mg/l. Ако количеството на солите в пречистената вода е над 20 mg/l, се препоръчва подмяна на мембраната.

Желаещите да изберат филтри за вода, използвани в различни етапи на пречистване, ще намерят много полезна информация в следващата статия.

Индивидуални елементи на системата

Най-скъпият и основен елемент на системата за обратна осмоза е мембраната. Това е микропорест материал, усукан в един или повече слоя около перфорирана пластмасова сърцевина. Мембраната е покрита отгоре с пластмасов защитен капак, който е закрепен с О-пръстени.

Водата навлиза в тялото на мембраната и преминава през порестия пълнител. В този случай молекулите на чистата вода проникват през порестото ядро ​​и след това се преместват в резервоара за съхранение.

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

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

Както бе споменато по-рано, директният контакт на мембраната с обикновена чешмяна вода може да бъде вреден. Факт е, че порите му са много малки - само 0,0001 микрона. Мембраната не може да се сваля, измива и поставя отново, както се прави при някои механични груби филтри.

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

В някои случаи мембраната може да издържи пет години или дори повече, но понякога трябва да се смени след първата година на работа.

Важен фактор в случая е наличието на филтри за предварително почистване: два механични и един въглероден. Първият механичен филтър отрязва всички неразтворими замърсители, по-големи от 0,5 микрона. Това може да са песъчинки, частици ръжда и други подобни „механики“.

След това водата преминава въглероден филтър, който задържа молекули на различни химикали: хлорни съединения, които неизменно присъстват в чешмяната вода, както и тежки метали, пестициди, проникнали от почвата, 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 предварителното пречистване на водата. В резултат на това мембраната получава вода, която не съдържа замърсители, които биха могли да увредят мембранен филтър или да го преодолеете.

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

За събиране на пречистена вода се използва резервоар за съхранение. Капацитетът му може да варира между 4-12 литра, зависи от производителността на системата. За производството на такива резервоари обикновено се използва висококачествена стомана. Външната страна на контейнера е покрита 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 има въздух. Количеството въздух в камерата може да се променя 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 към крана с необходимото налягане. Разбира се, резервоарът има изход за свързване на маркуч, през който питейната вода се движи към крана.

Обикновено този кран се монтира на мивката. Дори ако подаването на вода през водопровода бъде спряно по някаква причина, известно количество ще остане в резервоара, което ще направи проблема по-малко остър. В тази ситуация, за да изпразните напълно резервоара за съхранение, има смисъл да увеличите налягането чрез изпомпване на въздух през връзката на нипела.

Степента на пречистване на водата чрез система за обратна осмоза я доближава до дестилираната вода. В същото време мембраната пропуска молекулите на кислорода, разтворен във водата, което подобрява нейното качество.

За подобряване на вкуса водата може да се прекара през минерализатор или други модули. Но е подходящ за пиене веднага след почистване на мембраната. 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 нормалните нива на киселинност на кръвта и др.

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

Биокерамичният патрон работи по различен начин. Неговият "пълнеж" съдържа топки, състоящи се от печена глина и парчета турмалин. Този минерал може да има изключително благоприятен ефект върху водата. Той помага за промяна на структурата на водата, което в крайна сметка има благоприятен ефект върху ендокринната система и укрепва имунната система.

С течение на времето ресурсът на такива допълнителни модули се изчерпва и те изискват периодична подмяна. Поради това е по-удобно да използвате кран с два клапана.

Единият клапан се захранва с вода директно от резервоара за съхранение, а вторият клапан се захранва с вода, преминала през минерализатора.Обогатената с полезни вещества вода се използва само за пиене и се приготвя с вода без минерали.

Един 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. Смята се, че съдържанието на чужди вещества в пречистената по този метод вода е десет пъти по-ниско от минимално допустимия стандарт. Конструктивните характеристики на мембраната предотвратяват случайното навлизане на замърсители в потока на пречистената вода.

Тази диаграма демонстрира в детайли дизайна и принципа на работа на мембрана за обратна осмоза, която ви позволява да получите пречистена вода - пермеат - и да премахнете замърсената част - концентрат

Тази вода може безопасно да се използва за пиене и готвене, може да се дава на деца и домашни любимци. За здравето водата, получена чрез технологията за обратна осмоза, е много по-здравословна от преварената чешмяна вода. Акваристите използват тази вода за допълване на обема на аквариумите без утаяване.

Въпреки по-сложния дизайн в сравнение с конвенционалните битови филтри, монтаж на такива системи работи без никакви проблеми. Всичко необходимо за монтаж обикновено е включено в комплекта. 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 се фиксират директно под мивката. Компактен кран за питейна вода, монтиран на мивката, обикновено се вписва перфектно в интериора.

Компонентите на системата за обратна осмоза са малки по размер и обикновено могат лесно да се монтират под мивка.Комплектът включва комплект 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 филтърни патрони, но те струват значително по-малко.

На всеки няколко години ще трябва да смените мембраната, чиято цена може да бъде около $ 50. Но изчисленията показват, че в резултат цената на чистата вода все още ще струва на семейството по-малко от закупуването на питейна вода от доставчици на трети страни.

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

Друга характеристика на системата за обратна осмоза, която в крайна сметка може да се счита за недостатък, е ниската производителност. Пречистената вода се просмуква през мембраната много бавно, стандартният капацитет на мембраната е около 150-300 литра на ден.

В същото време повече от половината вода, идваща от водопровода, отива в канализационната система, което до известна степен влияе върху размера на сметките за комунални услуги.

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

Препоръчваме статия по темата: Обратна осмоза: вреда и полза от мембранното пречистване на чешмяна вода.

Как да изберем правилния модел?

Размерите на елементите на системите за обратна осмоза обикновено отговарят на определен стандарт, но не винаги. Използването на система със стандартни параметри осигурява по-широк избор от сменяеми елементи. Практиката показва, че местните продукти, които са по-евтини от чуждестранните, не се различават много по качество от последните.

Предфилтърните патрони на системата за обратна осмоза, както и мембраната и постфилтърът изискват периодична подмяна. Не е трудно да го направите сами в съответствие с инструкциите на производителя

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

Размерът на резервоара за съхранение зависи от нуждите на семейството, както и от големината на пространството, в което ще се монтира устройството. Контейнер с максимален размер би бил подходящ за дом с голямо семейство, резервоарите с обем от около 8-10 литра се считат за най-популярни.

Важен индикатор работи налягане във водоснабдителната система. Оптималната стойност 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 водопровода е много по-високо, ще трябва да инсталирате редуктор за налягане.

Ако отделните елементи на системата за обратна осмоза имат стандартни размери, ще бъде по-лесно да намерите подходящи резервни касети. Тази точка трябва да бъде изяснена преди покупката

Мембраната на системата за обратна осмоза изисква най-голямо внимание. Този елемент трябва да бъде с постоянно високо качество и подходящо изпълнение. За малко семейство оптималната цифра е около 7 литра на час.

Няма смисъл да плащате повече за по-ефективна мембрана, ако не е необходима. За сравнение, устройство с капацитет от 15 литра на час може лесно да задоволи нуждите от чиста вода на малко заведение за обществено хранене.

Счита се, че стандартният комплект включва пет основни етапа на пречистване: три предварителни филтъра, мембрана и последващ филтър. Съдържанието на последния елемент може да варира.

Минерализаторът и биокерамичният патрон вече бяха споменати по-рано. Популярно решение се счита и за инсталиране на патрон, съдържащ кокосови черупки, активен въглен и сребърни йони.

Тези вещества дезинфекцират водата, допълнително я пречистват и й придават приятен вкус. Друг интересен вариант за последваща обработка на водата е ултравиолетов 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 работа на системите за обратна осмоза можете да намерите тук:

Видео #2.Това видео описва подробно работата на такава система, използвайки примера на модела Geyser Prestige M:

Видео #3. Този видеоклип ви позволява да сравните работните характеристики на филтри за поток и системи 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 се изплащат повече от себе си, тъй като чистата питейна вода намалява риска от много заболявания и подобрява качеството на живот.

Бихте ли искали да разкажете за вашия личен опит в инсталирането и експлоатацията на система за обратна осмоза? Имате ли информация, която бихте искали да споделите с нас и посетителите на сайта?Имате ли въпроси? Моля, оставете коментари в блока, разположен под текста на статията.