Что такое обратный осмос и для чего он нужен

Проблемы низкого качества и нестабильного состава воды, которая течет из крана, актуальны для многих городов России. По мнению экспертов в сфере водоснабжения, главные причины такого явления кроются в отсутствии контроля санитарных зон вокруг водозаборов, недостаточной оснащенности распределительных узлов и изношенности водопроводных сетей. Эффективным способом решения этой проблемы на уровне дома или собственной квартиры считается установка мембранного фильтра, который действует по принципу обратного осмоса (ОО). Ниже мы рассмотрим базовые элементы технологии, оборудование для систем бытовой и промышленной водоподготовки.

Обратный осмос: что это такое

Обратный осмос — это метод очистки воды, при котором раствор проходит под давлением через специальную синтетическую мембрану, где задерживаются до 98% минеральных солей и примесей. Впервые о процессе обратного осмоса заговорили еще в 50-х годах 20 века. Сегодня обратный осмос считается наиболее эффективным способом в области водоподготовки. Пользуется спросом, как у промышленных предприятий, так и в частных домах. Пермеат обратного осмоса    это очищенная вода, которая подается на технические и питьевые нужды.

Что такое осмос и обратный осмос: в чем различия

Явление осмоса (прямой осмос) лежит в основе обменных процессов всех живых организмов на клеточном уровне. Благодаря ему «работают» водно-солевой обмен, получение питательных веществ, вывод продуктов жизнедеятельности. Для протекания процесса нужны раствор, растворитель и разделяющая их полупроницаемая мембрана, которая является барьером для растворенного вещества.

Прямой осмос — это баромембранный массообменный процесс. Его можно описать следующим образом: со стороны растворителя возникает осмотическое давление, которое заставляет его молекулы переходить на сторону раствора и разбавлять его. Увеличение объема раствора сопровождается ростом гидростатического давления. Процесс прекращается, когда статическое и осмотическое давления приходят в равновесие.

Важно! В растительных и животных организмах роль полупроницаемой перегородки играет стенка клетки. Искусственные мембраны изготавливаются из органической синтетики.

Если приложить давление со стороны раствора, процесс пойдет в другую сторону. Это и есть обратный осмос. В процессе обратного осмоса по одну сторону мембраны повышается концентрация раствора, а по другую — увеличивается объем растворителя.

Что такое мембрана обратного осмоса

Для фильтров обратного осмоса используют полупроницаемые мембраны. Мембрана обратного осмоса состоит из:

• селективного слоя, который является барьером для примесей;
• армирующего слоя, задающего прочностные показатели мембраны.

В картридже фильтра обратного осмоса мембрана свернута в рулон. Такая конструкция позволяет получить большую площадь активной поверхности и поместить ее в компактный корпус стандартного типоразмера.

Мембрана для обратного осмоса — это главный элемент в системе очистки. Для изготовления мембран подходят следующие материалы:

1. Ацетат целлюлозы. Недорогие и простые в изготовлении мембраны из этого материала появились в 1950-х годах. Они отлично справляются с очисткой воды от солей с большой молекулярной массой, но «пропускают» ряд низкомолекулярных соединений. Кроме того, они работают в ограниченном диапазоне pH и подвержены биоразложению. В настоящее время ацетат целлюлозы вытеснен более совершенными материалами.
2. Армированный полиамид. Материал работает в широком диапазоне pH и не является питательной средой для микроорганизмов. Прочные полиамидные мембраны выдерживают высокие рабочие давления, имеют хорошую селективность к NaCl и органике. Главный недостаток — низкая устойчивость к окислителям. Вода с повышенным содержанием хлора быстро выводит из строя полиамидные мембраны.
3. Тонкопленочные композиты. Мембраны из этого материала — самые совершенные на сегодняшний день. Пленки из композита имеют высокую селективность ко всем известным примесям.

Для чего нужны фильтры с системой обратного осмоса

Системы обратного осмоса — это установки, которые хорошо справляются с удалением растворенных минеральных солей. Очистка воды обратным осмосом — это удаление неорганических соединений из воды от 90 до 98 %.

Мембраны хорошо отфильтровывают органические вещества, молекулы которых значительно крупнее, чем у минеральных солей. Соединения с молекулярной массой выше 150 Da удаляются из воды на 100 %. Вероятность проникновения бактерий и вирусов через фильтр    практически нулевая. Исключение составляют картриджи с механическими повреждениями мембраны. Очищенная вода, полученная на нормально работающей установке, не требует кипячения и дозирования дезинфицирующих веществ.

Но что очищает обратный осмос? Все ли вещества задерживаются на мембранах? Обратноосмотические мембраны свободно пропускают растворенные двухатомные газы: кислород, азот, водород.

Очистке на ОО можно подвергать воду с общей минерализацией 3 — 20 г/л с мутностью до 5 ЕМФ и перманганатной окисляемостью до 3 мгО₂/л. Среди требований большинства производителей мембран к исходной воде можно выделить также отсутствие сильных окислителей (свободного хлора, озона) и двухвалентного железа.

В чем суть обратного осмоса

Обратный осмос воды — это процесс, который дает на выходе чистую питьевую и техническую воду. Установки обратного осмоса применяются на следующих объектах:

• ГЭС, ТЭЦ, АЭС и других предприятиях энергетики;
• ЖКХ, для водоснабжения объектов первой категории;
• научные и исследовательские лаборатории, в том числе оборонного комплекса;
• индивидуальное водоснабжение.

Для чего нужна установка обратного осмоса

Основные направления использования установок обратного осмоса — очистка воды с целью снижения общей минерализации, опреснение солоноватых вод. Фильтр обратного осмоса — это одна из стадий предподготовки при получении ультра очищенной воды для электронной промышленности, медицины, теплоэнергетики.

Еще одно направление использования обратного осмоса — получение концентратов — широко используется в пищевой промышленности. Сгущенное молоко и концентрированные соки получают путем обратного осмоса.

Промышленный обратный осмос: что это такое

Коммерческие и промышленные установки обратного осмоса представляют собой высокопроизводительные системы очистки воды с полуавтоматическим или полностью автоматизированным управлением. В их состав входит несколько модулей, отвечающих за предварительную подготовку и мембранную очистку.

Типовая установка промышленного обратного осмоса для получения технической воды состоит из следующих элементов:

1. Фильтр грубой очистки. Сетка с определенным размером ячейки задерживает нерастворимые частицы.
2. Колонна обезжелезивания. В ней двухвалентное железо окисляется до трехвалентного и удаляется в виде нерастворимого осадка.
3. Сорбционный фильтр. Активный сорбент поглощает свободный хлор.
4. Мембрана обратного осмоса. Удаляет растворенные соли и другие загрязнения. Одно из преимуществ промышленных установок обратного осмоса — масштабируемость. Для увеличения производительности в нее можно добавлять необходимое количество фильтрующих элементов.

Обратный осмос: как это устроено

Для протекания обратного осмоса нужно высокое рабочее давление, которое создается высоконапорным насосом. Системы комплектуются датчиками, манометрами, автоматическими сбросными клапанами, трубной обвязкой. Для контроля качества очищенной воды устанавливают TDS-метр.

Работа установки состоит из двух стадий:

• Очистка воды.
• Промывка мембраны.

Управление выполняется микроконтроллером. Поскольку исходная вода различается по составу, комплектация и наладка системы выполняется индивидуально. Могут потребоваться дополнительные стадии предподготовки.

Важно! При хорошем качестве исходной воды удается отказаться от некоторых стадий предварительной фильтрации, упростить и удешевить установку.

Бытовой обратный осмос для воды: для чего он нужен

На рынке оборудования представлен широкий выбор модульных систем обратного осмоса для частных домов и коттеджей, которые обычно размещают в отдельном помещении. Также есть моноблочные модели для квартир с централизованным водоснабжением. От промышленных обратноосмотических систем их отличает два параметра: производительность и расход воды. Но что такое обратный осмос в бытовых фильтрах?

Бытовая система с обратным осмосом — это компактное устройство, которое работает при сравнительно низких давлениях (до 3 атмосфер). Чаще всего в них нет повысительного насоса, а фильтрация происходит за счет напора в водопроводе. Такие установки производят несколько литров очищенной воды в сутки, что вполне достаточно для частного потребителя. Из-за низкого рабочего давления бытовая мембрана требует промывки чаще, чем промышленная.

В бытовых установках после обратного осмоса устанавливают минерализатор — устройство постобработки, которое обогащает воду полезными для человека минералами в нужных концентрациях. Такая вода предназначена исключительно для питья. На приготовление пищи или горячих напитков минерализация не влияет вообще (или влияет отрицательно).

Важно! Ресурс работы бытовых и промышленных мембран обратного осмоса большинства производителей составляет 1 год. Картриджи предварительной очистки меняют раз в полгода.

Почему обратноосмотические фильтры пользуются спросом

У систем обратного осмоса есть много преимуществ:

• Высокое качество воды при низких энергозатратах.
• Неограниченная производительность и сравнительно небольшие габариты.
• Невысокие эксплуатационные расходы.
• Концентрат не требует утилизации и сбрасывается в канализацию.

Компания Diasel занимается продажей промышленных и бытовых систем обратного осмоса. Наши специалисты предложат готовую модификацию или поберут комплект оборудования для частных заказчиков и предприятий. Мы найдем решение по результатам анализа исходной воды и требуемой производительности. Оформить заявку можно через «Обратную связь» или по телефону 8-499-391-39-59.

Метод обратного осмоса для очистки воды

Проблема водоочистки волновала человечество с незапамятных времен, особенно в тех регионах, где источники питьевой воды оказывались слишком удаленными или труднодоступными. Технологии постепенно развивались: начиная с грубой механической фильтрации, мы постепенно пришли к химической очистке и дистилляции.

Технология обратного осмоса — это наиболее современный метод, использующий принцип перехода молекул воды через полупроницаемую мембрану под воздействием внешнего давления. С помощью процесса обратного осмоса удается избавиться от 98% примесей, растворенных в воде (в промышленных установках показатель может достигать 100%). Фильтры с технологией обратного осмоса используются для получения питьевой воды из загрязненных или засоленных источников, а также для решения производственных задач.

История возникновения технологии очистки обратным осмосом

Рабочие модели обратноосмотических спиральных мембран были впервые созданы на рубеже 50-60 годов XX века. Данные работы основывались на многочисленных научных трудах биологов, химиков и физиков, наблюдавших и исследовавших процесс осмоса в естественных условиях.

Первая конструкция, используемая на практике, была создана в 1967 году в израильском пустынном городке Йотвата. Опреснительная станция производила в сутки до 150 м3 питьевой воды, очищая соленую воду из подземного источника с помощью анизотропной полупроницаемой мембраны. В это же время аналогичные установки очистки воды методом обратного осмоса строились в засушливых регионах США, Австралии и в ряде других стран.

Сущность способа обратного осмоса

Поступающая в наши дома вода представляет собой раствор, состоящий из ионов солей, молекул газообразных веществ, частиц ржавчины, а в отдельных случаях — попросту грязи. Вне зависимости от качества водоснабжения в вашем городе, фильтрационная установка для очистки воды методом обратного осмоса позволит довести воду практически до идеального состояния.

Описание процесса обратного осмоса заключается в следующем: перед тем как поступить на фильтр обратного осмоса, вода подвергается механической и химической очистке. Для этого используется комплект, состоящий из фильтров грубой и тонкой очистки, а также угольный блок, удаляющий из раствора хлор, тяжелые металлы и фенол.

Предварительно подготовленная вода подается на блок с обратноосмотической мембраной, чьи ячейки соизмеримы по размерам с молекулами воды. Под воздействием гидравлического давления, молекулы «продавливаются» сквозь мембрану, очищенная вода поступает в накопительный бачок и готова к употреблению. Гидравлическое давление создается напором центральной системы водоснабжения. Если его недостаточно, вода нагнетается встроенной в установку помпой.

Более крупные по величине ионы химических веществ, бактерии и примеси, сумевшие пройти через предварительную фильтрацию, остаются на стенках мембраны. Отфильтрованная грязь и соли смываются в канализацию. Необходимо учитывать, что из каждого литра поступившей из водопровода воды очищается лишь 200-250 мл, остальной объем направляется в водоотвод.

Более подробно о том, что такое обратный осмос.

В некоторых моделях систем очистки воды методом обратного осмоса в комплект поставки дополнительно входят:

• угольный постфильтр;
• блок минерализации, обогащающий воду полезными для организма минералами, удаленными на предыдущих этапах;
• биокерамический картридж, восстанавливающий естественную структуру воды, после чего она положительно воздействует на физиологические процессы в организме;
• ионизатор, насыщающий воду негативно заряженными ионами, способствующими выведению из организма токсинов и свободных радикалов.

Информацию о количестве степеней очистки воды и блоков дополнительного преобразования можно узнать из технического описания конкретной модели фильтра обратного осмоса.

Где используется технология обратного осмоса

Способ очистки воды обратным осмосом широко применяется на российском и международном рынке:

Самыми популярными направлениями являются опреснение воды методом обратного осмоса и получение воды очищенной методом осмоса для различных промышленных предприятий: ТЭЦ, котельные, химическая, пищевая промышленность и т.д.

Что влияет на эффективность очистки воды по технологии обратного осмоса

Фильтры, основанные на методе обратного осмоса, работают по определенным физическим принципам. Соответственно, внешние факторы способны оказывать непосредственное влияние на ее эффективность.

Давление

Полупроницаемая мембрана при обратном осмосе пропускает воду из более концентрированного раствора в менее концентрированный под воздействием давления входящего потока воды. Если давление в водопроводе опускается ниже 3 атм., скорость фильтрации снижается вплоть до полной остановки. Вода будет проходить через предварительные фильтры в больших объемах, загрязняя их, при этом на выходе очищенная воду будет поступать в минимальном количестве. Использование насоса для очистки воды по технологии обратного осмоса, компенсирующего нехватку давления, исправляет данную проблему.

Температура

С повышением температуры загрязненной воды ее вязкость и плотность снижается, что способствует лучшей проницаемости сквозь ячейки мембраны. Более подробно читайте в статье «Зависимость обратного осмоса от температуры».

Химический состав исходной воды

Высокая концентрация твердых примесей и ионов хлора засоряет предварительные фильтры ускоренными темпами. Если не проводить их замену вовремя эффективность обратного осмоса снижается, поскольку мембрана подвергается быстрому износу, в особенности под воздействием ионов хлора.

Кислотность среды

Ячейки мембраны пропускают растворенный в воде углекислый газ и ионы водорода. Соответственно, после очистки кислотность воды несколько повышается. Если в исходном состоянии уровень pH воды был ниже 7, итоговая кислотность может выйти за пределы оптимального для человеческого организма значения, равного 6,5. В таких случаях рекомендуется комплектовать фильтр pH-корректором, придающий воде антиоксидантные свойства.

Материал мембраны

Для изготовления мембран для обратного осмоса используются материалы различного типа. Эффективность мембранной технологии обратного осмоса определяется такими показателями как селективность (разделительная способность), проницаемость, устойчивость к воздействию активных химических элементов, механическая прочность. Чем выше данные характеристики, тем дольше прослужит мембрана и тем выше будут ее фильтрационные качества.

Связь прямого и обратного осмоса

Принцип прямого осмоса во многом напоминает обратноосмотический процесс, в частности в нем также используется полупроводящая мембрана. При прямом осмосе вода из соляного раствора перемещается под воздействием осмотического давления (а не гидравлического, как в обратном осмосе) через мембрану в сторону более концентрированного раствора специально подобранного вещества. На втором этапе очистки температуру раствора повышают, и вещество выпадает в осадок. В результате мы получим очищенную воду, в которой процент содержания солей будет понижен.

Причины популярности очистки воды способом обратного осмоса

Бытовые (домашние) фильтры с системой обратного осмоса становятся все более востребованными, постепенно заменяя привычные угольные аналоги. Их популярность обусловлена следующими факторами:

• Высокое качество питьевой воды, которого невозможно добиться в бытовых условиях альтернативными методами.
• Чистая вода постоянно доступна для употребления в количествах, удовлетворяющих потребности среднестатистической семьи.
• Стоимость очищенной способом обратным осмосом воды существенно ниже бутилированной.
• Системы обратного осмоса включают в себя фильтры (минимум 3), обеспечивающие механическую и химическую очистку. Нет необходимости покупать дополнительное оборудование.
• Исчерпавшие рабочий ресурс компоненты легко заменяются новыми в домашних условиях.

Узнать более подробно, о том, что такое метод обратного осмоса, где он используется, и стоимость обратноосмотических установок Вы можете по телефону или по электронной почте, в разделе «Контакты».

Как работает обратный осмос: схема и принцип действия

Обратный осмос – это именно та технология, которая защитит вас от вредного воздействия свинца, тяжелых металлов, хлора, химических примесей, пестицидов, патогенов, бактерий, вирусов, и даже радиоактивных материалов. Предлагаем вам познакомиться с принципами ее работы и проверить правдивость распространенных мифов о ней.

Опасность водопроводной воды

Чистая вода – одна из важнейших потребностей нашего тела. Это печальный факт, ведь у современного человека доступ к ней практически отсутствует, особенно если речь идет о промышленно развитых регионах. Данная проблема возведена в разряд глобальных. Данные многочисленных исследований гласят, что ни водопроводная, ни колодезная вода ныне не пригодны для питья из-за их сильнейшего загрязнения, отравлены реки, озера, скважины.

Конечно, загрязняющие вещества находятся не на том уровне, который способен вызвать отравление или другие побочные эффекты мгновенно. Однако, накапливаясь, с течением времени они могут привести к развитию серьезных заболеваний. Даже химические соединения, используемые в городских водопроводных системах, такие как хлор и фтор, токсичны.

Единственный выход, позволяющий обезопасить себя и близких – очистка воды. Обратный осмос считается одним из наиболее эффективных и удобных на текущий момент способов это сделать. Фильтрация осуществляется за счет пропуска жидкости через полупроницаемую мембрану, толщина ячеек которой составляет 0,0001 микрон (примерно 0,00001 мм).

Используется данная технология при создании бутилированной и опреснения морской воды. А в последние десятилетия появились бытовые системы обратного осмоса, установить которые в свои квартиры решается все большее количество людей. В пользу данного метода фильтрации говорят компактные размеры, умеренная цена и отменное качество очистки. Все это делает такие приборы просто незаменимыми в условиях городских квартир. Предлагаем разобраться с тем, как работает система обратного осмоса.

Что собой представляет и как работает?

Технология обратного осмоса известна также как индустриальная ультрафильтрация. Разработана она в США в 1950-х годах в рамках финансируемой государством программы опреснения морской воды. Сегодня данный метод считается одним из наиболее удобных и эффективных способов фильтрации. Используется он во многих отраслях промышленности, которым требуется в своей работе ультраочищенная вода, а также в быту.

Принцип работы системы обратного осмоса заключается в прохождении молекул воды через полупроницаемую мембрану под давлением. Корпус мембраны обратного осмоса состоит из прижатых друг к другу и обвернутых вокруг полой центральной трубки листов. Подобная конфигурация обычно называется спиральной или модульной. Доступна она в различных размерах, от которых и зависит производительность системы:

• бытовые устройства имеют малые модули 5 см в диаметре и 25 см длиной;
• промышленные – соответственно 10 см и 100 см.

Помещаются подобные мембраны в специальные контейнеры, называемые корпусами мембран обратного осмоса. Они позволяют поддерживать необходимое давление по всей поверхности. Именно оно является движущей силой, заставляющей жидкость проходить через мембрану, отделяющую нежелательные примеси.

Максимально упрощенная схема обратного осмоса изображена ниже.

Обратный осмос имеет еще одно удивительное свойство: отфильтрованные вещества автоматически отправляются в канализационный слив, не накапливаясь в системе, как при обычной фильтрации. Всякие вредоносные примеси уносятся частями. Этот факт является причиной того, что мембрана обратного осмоса не нуждается в замене на протяжении нескольких лет эксплуатации.

Стадии очистки

Принцип действия метода обратного осмоса воплощается в трех этапах:

1. Предварительная очистка воды. Происходит в больших вертикальных колбах. На рисунке ниже они обозначены номерами 3, 4, 5.
2. Прохождение через мембрану. Корпус мембраны обратного осмоса (горизонтальная колба) обозначен номером 7.
3. Стадия посточистки. Колба обозначенная номером 12.

Схема подключения обратного осмоса – на рисунке ниже.

Вода, прошедшая стадию предварительной очистки, поступает на полупроницаемую мембрану, где разбивается на два потока: один проходит через мембрану и очищается, второй омывает её снаружи и со всеми загрязнениями, отторгнутыми мембраной, сливается в дренаж. Система очистки воды обратного осмоса работает не быстро, поэтому жидкость, прошедшая через мембрану, накапливается в специальном резервуаре (№ 11 на рисунке), откуда и поступает на посточистку. На этой стадии фильтрации воды происходит дополнительная очистка от запахов и/или минерализация.

Прекрасным представителем является фильтр Atoll A-575 box STD, он удаляет до 99,9% всех примесей содержащихся в воде и предотвращает образование накипи в нагревательных приборах.

Преимущества:

• Существенно экономится место: питьевой бак также установлен внутри корпуса.
• Фильтр легко содержать в чистоте при его установке под кухонной мойкой: на конструктивные элементы системы не попадает грязь, нет выступающих элементов и торчащих соединительных трубок.
• Разборный корпус предоставляет удобный доступ к деталям и сменным элементам.
• Широко распространенный в мире стандарт картриджей «inline» позволяет использовать аналоги фильтрующих элементов Atoll в широком ассортименте, например, производства Omnipure (США) или Pentek (США).
• Картриджи типоразмера «inline» заключены в пластиковый корпус и имеют быстроразъемные соединения, поэтому процедура их замены гигиенична (исключены контакты с загрязненными поверхностями), и проста (не требуется наличия специнструмента).
• Встроенная система контроля качества очищенной воды сигнализирует о необходимости замены мембранного элемента

Обратноосмотические мифы

Вокруг системы обратного осмоса витает множество мифов.

Миф № 1

Обратный осмос вымывает необходимые нашему организму минералы.

Несомненно, водопроводная вода содержит небольшое количество минералов, но их доля настолько мала, что просто не способна оказать какое-либо влияние на состояние здоровья. К примеру, в стакане апельсинового сока их больше, чем в целой ванне неочищенной жидкости. Наоборот, она содержит лишь неорганические соединения, не перевариваемые организмом, а также тяжелые металлы, многие из которых токсичны или даже радиоактивны. В то время как он предпочитает органические минералы и микроэлементы, получить которые можно лишь из ежедневного сбалансированного питания. Обратный осмос удаляет неорганические минералы, металлы и многое другое, чтобы предоставить вам чистейшую, здоровую и природную питьевую воду.

Миф № 2

Большое количество сточных вод.

Да, на основе принципа обратного осмоса образуется некоторое количество промывочных вод, используемых для очистки и промывки мембраны от отфильтрованных ею загрязняющих веществ. Этот сложный процесс позволяет не менять дорогостоящую мембрану по несколько лет. Также он держит всю систему в чистоте, поскольку большинство вредных примесей сливаются в канализацию, а не находятся в ловушке внутри корпуса фильтра. При этом сточная вода является достаточно чистой, может быть собрана и использована для полива растений, бытовых очистительных мероприятий.

Миф № 3

Пяти- и десятимикронный фильтры предварительной очистки никому не нужны, ведь толщина мембраны меньше 1 микрона.

Дело в том, что мембрана весьма чувствительна к хлору, железу и органическим примесям. Во время механической очистки происходит сокращение их объемов до допустимых.

Миф № 4

Такая вода абсолютно безвкусная, неживая.

Что касается вкуса, то тут вопрос весьма спорный. Если ее сравнивать с водопроводной, имеющей яркий привкус хлорки, то вкуса у нее действительно нет. Если подразумевается колодезная, то она, как правило, обогащается пролегающими под поверхностью минералами и имеет тонкий металлический привкус. Специалисты же говорят, что фильтр, работающий по принципу обратного осмоса, придает жидкости вкус, схожий со вкусом талой ледниковой воды. Это происходит благодаря использованию на одной из стадий очистки угольного фильтра.

Приобретать или нет описываемую систему фильтрации для своей квартиры – исключительно ваше решение. Однако помните о том, что она существует уже более 60 лет, оставаясь все эти годы эффективным способом очистки, уменьшить популярность которого не в состоянии никакие мифы.

Как работает обратный осмос: принцип действия

Среди бытовых систем подготовки питьевой воды к употреблению относительно недавно появился новый вариант, который называют обратным осмосом. Этот набор фильтров и специальной мембраны стоит немало, но способен дать фору практически любому аналогу.

Имеет ли смысл раскошелиться? Чтобы получить ответ на этот вопрос, нужно узнать как работает обратный осмос, а затем соотнести затраты и результат. С нашей помощью процесс ознакомления с передовой очистной системой пойдет гораздо быстрее и эффективней.

Мы собрали и систематизировали для вас всю полезную и достоверную информацию о мембранной установке очистки воды. Для полноты восприятия дополнили текстовый материал схемами, иллюстрациями и видео с рекомендациями будущим покупателям.

Содержание статьи:

Работа установки обратного осмоса

Процесс осмоса основан на свойстве воды выравнивать уровень содержания примесей в растворах разделенных мембраной. Отверстия в этой мембране настолько малы, что проходить через них могут только молекулы воды.

Если в одной из частей такого гипотетического сосуда увеличить концентрацию примесей, вода начнет перетекать туда до тех пор, пока плотность жидкости в обеих частях сосуда не выровняется.

Обратный осмос дает прямо противоположный результат. В этом случае мембрану используют не для выравнивания плотности жидкости, а для того, чтобы с одной ее стороны собрать чистую воду, а с другой – раствор, максимально насыщенный примесями. Именно поэтому такой процесс называют обратным осмосом.

Галерея изображений

Фото из

В системе подготовки питьевой воды по принципу обратного осмоса используется несколько ступеней очистки

Модули очищающей установки располагаются в строго определенном порядке, гарантирующей повышение степени очистки с переходом воды из одной колбы в другую

Из водопровода вода сначала поступает в фильтр грубой очистки, удерживающий загрязнения размером до 5 мк, затем проходит через угольный модуль и снова очищается уже в фильтре тонкой очистки от частиц размером до 1 мк

После предварительной подготовки в трех первых фильтрах вода поступает в модуль с мембраной, проходя через которую вода освобождается от частиц меньше 1 мк, микробов и вирусов

Вода, прошедшая мембранную очистку, поступает в постфильтр, наполненный активированным углем. В нем она получает привычный вкус и запах чистой воды

Кроме угольного постфильтра в систему подготовки воды может быть включен минерализатор, обогащающий подготовленную к питью воду полезными микроэлементами

В процессе сборки системы нельзя менять расположение модулей, обозначенных производителем системы цифрами

В областях, где умягчение и обезжелезивание воды проводится силами местного водоканала, число фильтров предподготовки в системе можно уменьшить

Установка для очистки обратным осмосом

Модули очищающей воду установки

Фильтры грубой и тонкой очистки воды

Мембранный фильтр обратного осмоса

Модуль выравнивания вкуса и запаха

Минерализатор обратного осмоса

Стандартное расположение модулей

Численность блоков предподготовки

Все эти химические особенности мало интересны покупателям, особенно тем, кто не слишком хорошо разбирается в науке. Им достаточно понимать, что центром системы обратного осмоса является специальная мембрана, поры которой настолько малы, что не пропускают ничего, что превышает размеры молекулы воды, а это значительная часть загрязнений, содержащихся в водопроводной воде.

Увы, молекула воды – не самая маленькая на земле, например, молекулы хлора значительно меньше, поэтому они также могут просачиваться через мембрану. Кроме того, контакт с крупными взвесями этой мембране противопоказан. Ее мелкие поры при таком воздействии быстро засорятся, и этот элемент придется сразу же заменить.

На этой схеме наглядно изображены пять ступеней очистки воды с помощью системы обратного осмоса: предварительная очистка через три фильтра, мембрана и доочистка

Чтобы этого не произошло, в систему обратного осмоса включают еще , с помощью которых вода проходит предварительную подготовку. Мембрана разделяет частично очищенную воду на две неравные части. Примерно треть поступившего объема представляет собой чистую воду, которая затем поступает в накопительный бак.

Еще две треть объема воды – это часть, в которой сконцентрированы загрязнения. Такой концентрат сливается в канализацию. Между баком и краном обычно имеется небольшой контейнер. Здесь устанавливают картридж, который предназначен для повышения качества уже очищенной воды, например, для насыщения ее полезными минералами.

Схематически принцип действия обратного осмоса можно описать так:

1. Вода поступает из водопроводной системы на фильтры предварительной очистки.
2. Затем жидкость проходит процедуру обратного осмоса.
3. Очищенная вода поступает в накопительный бак.
4. Концентрат, содержащий отфильтрованные загрязнения, перемещается в канализацию.
5. Чистая вода из накопительного бака поступает на кран для чистой воды непосредственно или через дополнительные устройства.

Таким образом, система обратного осмоса представляет собой набор устройств, которые обеспечивают возможность получить питьевую воду с высокой степенью очистки. До недавнего времени такие системы использовались, главным образом, в промышленности, на предприятиях общественного питания в оздоровительных учреждениях и т.п.

Эта схема демонстрирует разделение потока воды, очищенной с помощью системы обратного осмоса, на два потока: чистую воду и концентрат, который перемещается в канализацию

Но из-за растущих требований к качеству водопроводной воды в последние годы популярность приобретают системы обратного осмоса, предназначенные для использования в быту. Они различаются по комплектации, производительности, размерам накопительной емкости и т.п. Фильтры и мембрану нужно периодически заменять.

Как определить, что мембрана нуждается в замене? По мере эксплуатации ее поры забиваются, и наступает момент, когда вода просто не проходит в накопительный бак. Такую мембрану придется заменить в любом случае. Но специалисты рекомендуют выполнять замену значительно раньше.

Система обратного осмоса состоит из накопительного бака, комплекта из трех фильтров предварительной очистки, мембраны и постфильтра для доочистки и обогащения воды

Для определения качества воды, очищенной с помощью системы обратного осмоса, используют электронный прибор – TDS-metr. С его помощью определяют уровень содержания солей в воде.

Для водопроводной воды до очистки этот показатель может составлять 150-250 мг/л, а после очистки по технологии обратного осмоса нормой считается солесодержание в пределах 5-20 мг/л. Если количество солей в очищенной воде составляет более 20 мг/л, мембрану рекомендуется заменить.

Желающие подобрать фильтры для воды, применяемые в различных ступенях очистки, много полезной информации найдут .

Отдельные элементы системы

Наиболее дорогостоящим и основным элементом системы обратного осмоса является мембрана. Она представляет собой микропористый материал, скрученный в один или несколько слоев вокруг перфорированного пластикового сердечника. Сверху мембрана закрыта пластиковым защитным чехлом, который закреплен уплотнительными кольцами.

Вода поступает внутрь корпуса мембраны и проходит через пористый наполнитель. При этом молекулы чистой воды проникают через пористый сердечник и далее перемещаются в накопительный бак.

Но загрязнения с некоторым количеством воды не могут преодолеть мембранный барьер. Они выходят из противоположного конца мембранного блока и утилизируются.

На схеме можно увидеть состав мембраны для системы обратного осмоса: многослойный пористый материал, закрепленный в пластиковом корпусе вокруг перфорированного сердечника

Как уже ранее упоминалось, прямой контакт мембраны с обычной водопроводной водой может стать губительным. Дело в том, что ее поры очень мелкие – всего 0,0001 микрон. Мембрану нельзя вынуть, промыть и снова установить, как это делают с некоторыми механическими фильтрами грубой очистки.

Дорогостоящий элемент приходится полностью заменять каждые два-три года. Срок может изменяться в зависимости от условий эксплуатации мембраны: давления в водопроводной системе, количества и характера загрязнений, температуры воды и т.п.

В некоторых случаях мембрана может прослужить пять лет и даже дольше, иногда же замену приходится производить уже после первого года эксплуатации.

Галерея изображений

Фото из

Сверхтонкий мембранный фильтр

Структура очищающей мембраны

Колба для установки мембранного фильтра

Отверстие для вывода шланга в канализацию

Важным фактором при этом является наличие фильтров предварительной очистки: двух механических и одного угольного. Первый механический фильтр отсекает все нерастворимые загрязнения, размер которых превышает 0,5 микрон. Это могут быть песчинки, частички ржавчины и прочая подобная “механика”.

Далее вода проходит сквозь , который удерживает молекулы различных химических веществ: соединений хлора, которые неизменно присутствуют в водопроводной воде, а также тяжелых металлов, проникших из почвы пестицидов, растворенного железа и других включений органического или неорганического происхождения.

Механические и угольный фильтры в системе обратного осмоса требуют замены каждые четыре-шесть месяцев. Необходимые картриджи можно приобрести в виде комплекта

После этого еще один механический одномикронный фильтр завершает предварительную очистку воды. В результате на мембрану поступает вода, не содержащая загрязнений, которые могут повредить или преодолеть его.

Эти фильтры нуждаются в регулярной замене каждые несколько месяцев. Но стоят они на несколько порядков дешевле, чем мембрана, а своевременная замена может значительно продлить срок ее службы.

Для сбора очищенной воды используют накопительный бак. Его емкость может варьироваться в пределах 4-12 литров, это зависит от производительности системы. Для производства таких баков обычно используется сталь высокого качества. Снаружи емкость покрывают слоем прочной эмали. Внутри устанавливают силиконовую прокладку, которая разделяет бак на две части.

С одной стороны прокладки находится собранная чистая вода, с другой – воздух. Количество воздуха в камере можно изменять с помощью ниппеля, расположенного на воздушной стороне бака.

Воздух создает внутри накопительного бака дополнительное давление, которое способствует перемещению воды к крану с необходимым напором. Разумеется, на баке имеется выход для подключения шланга, по которому питьевая вода перемещается к крану.

Обычно этот кран устанавливают на мойке. Если даже подача воды через водопровод будет по каким-то причинам прекращена, в баке останется некоторое ее количество, что сделает проблему менее острой. В этой ситуации для полного опорожнения накопительного бака имеет смысл повысить давление, закачав воздух через ниппельное соединение.

Степень очистки воды с помощью системы обратного осмоса приближает ее к дистиллированной. При этом мембрана пропускает молекулы растворенного в воде кислорода, что повышает ее качество.

Для улучшения вкуса воду можно пропустить через минерализатор или другие модули. Но она пригодна для питья и непосредственно после прохождения мембранной очистки. Нет необходимости кипятить ее для питья.

В качестве дополнительного модуля, улучшающего качество питьевой воды, системы обратного осмоса могут быть дополнены минерализатором или биокерамическим картриджем. Минерализатор используют для обогащения воды такими полезными веществами, как кальций, натрий, магний и т.п.

Все эти минералы оказывают положительное воздействие на нервную и сердечно-сосудистую системы человека, предотвращают возникновение множества опасных заболеваний, стимулируют нормальный уровень кислотности крови и т.п.

Минерализатор в системах обратного осмоса используется для того, чтобы обогатить очищенную воду минеральными веществами и сделать ее более полезной для здоровья

Биокерамический картридж действует иначе. В составе его “начинки” имеются шарики, состоящие из запеченной глины и кусочков турмалина. Этот минерал способен оказывать исключительно полезное для воды воздействие. Он способствует изменению структуры воды, что в конечном итоге благотворно отражается на эндокринной системе и укреплении иммунитета.

Со временем ресурс таких дополнительных модулей исчерпывается, они требуют периодической замены. Поэтому здесь удобнее использовать кран с двумя вентилями.

На один вентиль подают воду непосредственно из накопителя, а на второй – прошедшую через минерализатор. Обогащенную полезными веществами воду используют только для питья, а готовят на воде без минералов.

О правилах выбора системы очистки воды для автономного водопровода частного дома ознакомит одна из нашего сайта.

Преимущества и недостатки обратного осмоса

Высокая степень очистки и гарантированное качество питьевой воды – главное достоинство систем обратного осмоса. По оценкам, в очищенной этим способом воде содержание посторонних веществ в десять раз ниже, чем минимально допустимая норма. Особенности конструкции мембраны исключают случайное попадание загрязнений в поток очищенной воды.

Эта схема подробно демонстрирует устройство и принцип работы мембраны обратного осмоса, которая позволяет получить очищенную воду – пермиат – и удалить загрязненную часть – концентрат

Такую воду можно смело употреблять для питья и приготовления пищи, ее можно давать детям и домашним питомцам. Для здоровья вода, полученная по технологии обратного осмоса, значительно полезнее, чем кипяченая водопроводная вода. Аквариумисты используют такую воду для дополнения объема аквариумов без отстаивания.

Несмотря на более сложную конструкцию по сравнению с обычными бытовыми фильтрами, выполняется без особых проблем. Все необходимое для монтажа обычно поставляется в комплекте. Почти все элементы или их модификации можно приобрести отдельно.

Система занимает не слишком много места, чаще всего бак и набор фильтров с мембраной закрепляют прямо под мойкой. А компактный кран для питьевой воды, установленный на мойке, обычно прекрасно вписывается в интерьер.

Размеры компонентов системы обратного осмоса невелики, обычно их можно без труда установить под мойкой. В комплект входит набор узких шлангов для соединения отдельных элементов системы

Основной недостаток систем обратного осмоса – высокая изначальная стоимость комплекта. Дальнейшее обслуживание системы также потребует затрат на замену картриджей фильтров, но они стоят значительно меньше.

Каждые несколько лет придется заменять мембрану, цена которой может составлять около 50 долл. Но расчеты показывают, что в результате затраты на чистую воду обойдутся семье все же дешевле, чем приобретение питьевой воды у сторонних поставщиков.

Эффективность мембраны в системе обратного осмоса постепенно уменьшается, ее необходимо заменять каждые несколько лет. Этот срок варьируется в зависимости от условий эксплуатации

Еще одна особенность системы обратного осмоса, которую с натяжкой можно счесть недостатком, это низкая производительность. Очищенная вода просачивается через мембрану очень медленно, стандартная производительность мембраны составляет около 150-300 литров в сутки.

При этом больше половины воды, поступившей из водопровода, уходит в канализацию, что в некоторой степени отражается на размере коммунальных платежей.

Но если объем накопительного бака подобран правильно, то проблемы могут ненадолго возникнуть только при запуске системы непосредственно после установки или после ее длительного простоя с опустошенным накопительным баком.

Галерея изображений

Фото из

Заменяемость фильтров обратного осмоса

Смена картриджа для грубой очистки

Модули-колбы для установки картриджей

Утилизация отработанных картриджей

Рекомендуем статью по теме: Обратный осмос: вред и польза мембранной очистки водопроводной воды.

Как выбрать подходящую модель?

Размеры элементов систем обратного осмоса обычно соответствуют определенному стандарту, но не всегда. Использование системы со стандартными параметрами дает более широкий выбор заменяемых элементов. Практика показывает, что изделия отечественного производства, которые дешевле зарубежных аналогов, по качеству мало чем отличаются от последних.

Картриджи предварительных фильтров системы обратного осмоса, а также мембрана и постфильтр требуют периодической замены. Ее не сложно выполнить самостоятельно в соответствии с инструкцией изготовителя

Разумеется, покупку лучше совершать непосредственно у изготовителя, у верифицированного дилера или в надежном магазине. Хорошие системы обратного осмоса имеют технический паспорт, официальную гарантию, подробную инструкцию по установке и эксплуатации, а также сертификаты качества.

Размеры накопительного бака зависят от потребностей семьи, а также от размеров пространства, в котором будет установлен прибор. Емкость максимальных размеров будет уместна для дома, в котором проживает большая семья, наиболее востребованными считаются баки объемом около 8-10 литров.

Важный показатель – рабочее . Оптимальным считается показатель в 2,8 бар. Если давление слишком низкое, имеет смысл купить систему обратного осмоса со встроенной помпой, которая обеспечит достаточный напор питьевой воды. Если же давление в водопроводе значительно выше, понадобится установить редуктор понижения давления.

Если отдельные элементы системы обратного осмоса имеют стандартные размеры, проще будет найти подходящие картриджи для замены. Этот момент следует уточнить перед покупкой

Самого пристального внимания требует мембрана системы обратного осмоса. Этот элемент должен быть неизменно высокого качества и с подходящей производительностью. Для небольшой семьи оптимальным считается показатель около 7 литров в час.

Не имеет смысла переплачивать за более производительную мембрану, если в ней нет необходимости. Для сравнения: устройство с производительностью 15 литров в час без труда удовлетворяет потребности в чистой воде небольшого предприятия общественного питания.

Стандартным считается набор, включающий пять основных ступеней очистки: три предварительных фильтра, мембрана и постфильтр. Наполнение этого последнего элемента может варьироваться.

Ранее уже упоминался минерализатор и биокерамический картридж. Популярным решением также считается установка картриджа, содержащего скорлупу кокосового ореха, активированный уголь и ионов серебра.

Эти вещества обеззараживают воду, дополнительно ее очищают и придают ей приятный вкус. Еще одним интересным вариантом постобработки воды является ультрафиолетовый обеззараживатель. Некоторые модели систем обратного осмоса позволяют использовать одновременно несколько разных картриджей.

Выводы и полезное видео по теме

Видео #1. Общий обзор принципов функционирования систем обратного осмоса можно посмотреть здесь:

Видео #2. В этом видеоролике подробно рассмотрена работа такой системы на примере модели “Гейзер Престиж М”:

Видео #3. Это видео позволяет сравнить особенности работы проточных фильтров и систем обратного осмоса:

Системы обратного осмоса – надежный и удобный способ обеспечить свой дом достаточным количеством чистой питьевой воды. Да, цены на такие устройства остаются высокими, но они с лихвой окупаются, поскольку чистая питьевая вода снижает риск множества заболеваний и повышает качество жизни.

Хотите рассказать о личном опыте в установке и эксплуатации системы обратного осмоса? Есть сведения, которыми желаете поделиться с нами и посетителями сайта, возникли вопросы? Пожалуйста, оставляйте комментарии в блоке, расположенном под текстом статьи.

Осмос для очистки воды лучший выбор системы фильтрации

Качество водопроводной воды в большинстве случаев оставляет желать лучшего – в ней можно найти и минеральные вещества, и органические примеси, и вредные микроорганизмы, вызывающие развитие опасных инфекционных заболеваний. Именно поэтому в том виде, в котором есть, водопроводную воду употреблять нельзя. Среди всех специализированных фильтров, представленных на рынке, особого внимания заслуживает обратный осмос для очистки воды. Эти системы перспективные, надежные и обеспечивают высокое качество очистки. Подробнее об их функциях и характеристиках – далее.

Понятие обратного осмоса

Осмос – это явление, которое лежит в основе обмена веществ живых организмов. Осмос подразумевает поступление питательных веществ в клетки организма человека с последующим выведением метаболитов. Нормальное течение данных процессов возможно благодаря наличию полупроницаемой мембраны, пропускающей только молекулы воды. Движущая сила – осмотическое давление.

Об обратном осмосе говорят тогда, когда на концентрированный раствор оказывается воздействие внешним давлением. При этом величина этого давления должна превышать показатели осмотического. Молекулы воды перемещаются в обратном направлении – от более концентрированного состава к менее концентрированному. В итоге повышенное давление, показатель которого выше показателя осмотического, заставляет молекулы воды диффундировать уже в обратном направлении.

Обратный осмос для очистки воды – что это такое? Принцип работы

Очистка воды обратным осмосом состоит из ряда последовательных процессов:

1. Предочистка.
2. Прохождение жидкости через мембрану.
3. Накопление уже отфильтрованной воды.
4. Финишная очистка.
5. Осуществление разлива воды через кран.

Система очистки воды осмосом подключается непосредственно к водопроводу, откуда в фильтр поступает обычная вода. Все примеси после окончания процесса очистки сливаются в канализационную систему. Производительность осмосной установки не очень высокая, поскольку тщательная очистка требует времени. На скорость прохождения воды через мембрану оказывают влияние разные факторы – это и степень загрязненности воды, и количество примесей, давление жидкости, температура, проницаемость самой мембраны.

Предочистка: особенности первой ступени очистки воды

Предочистка – это самая первая ступень очистки водопроводной жидкости. Можно ли обойтись без этого этапа? Нет, поскольку мембрана, используемая в качестве фильтра, может выходить из строя раньше времени при использовании сильно загрязненной воды (а стоит ее замена не дешево). Для проведения предочистки используется три типа фильтров:

• пятимикронный механический – полипропиленовый, задерживающий нерастворимые мелкие частицы, удаляющий песок, механические примеси, ржавчину;
• угольный – удаляет органические и химические примеси;
• механический одномикронный – удерживает механические частички до 1 микрона.

Главная задача всех перечисленных фильтров – подготовить воду для ее нормального прохождения через мембрану обратного осмоса.

Мембранная очистка

После предварительной очистки вода подается на мембрану. От состояния последней будет зависеть результат и качество очистки. Прохождение через мембрану – главный этап фильтрации в данном случае. Уровней фильтрации может быть разное количество – один, два и более. Размеры пор минимальные (всего 0.0001 микрон), а значит, через них ничего, кроме воды, не пройдет. В состав мембраны входит несколько слоев синтетического материала, закрученного в рулон. Сама конструкция основного фильтра продумана таким образом, чтобы очищаемая вода разделялась на две части:

1. Идеально чистая (ее еще называют кристальной) – она подается в накопительный резервуар.
2. Плотный водный раствор – его в процессе очистки система обратного осмоса сливает в канализацию.

Важно! Мембрана пропускает газы, определяющие вкус воды. Поэтому вода после очистки в данном фильтре получается настолько чистой, что кипятить ее не нужно.

Накопление чистой воды

Очищенная вода подается в накопительный бак, объем которого зависит от модели (в среднем он составляет 4-12 л). По мере уменьшения объема воды в накопителе система доочищает новые порции. Материал изготовления бака – листовая сталь, покрытие – эмаль. Внутреннее пространство бака делится на две камеры, которые разделяются между собой мембраной из силикона. Нижняя заполняется воздухом, по мере расхода воды мембрана надувается, что позволяет поддерживать стабильное давление внутри системы. Вверху бака есть резьба для накручивания крана.

Постфильтрация

Следующий этап очистки воды в системах обратного осмоса – это постфильтрация. Для ее осуществления применяется постфильтр.

Преимущества тщательной очистки и дополнительные возможности осмоса для очистки воды

Вы можете заказывать один кран или целый комплект сразу. Также производители комплектуют устройства дополнительными картриджами, осуществляющими минерализацию жидкости (картридж насыщает воду магнием, натрием, кальцием). Минерализатор восстанавливает нормальную природную структуру воды, материал – биокерамика. Внутри картриджа находятся турмалиновые и глиняные шарики, турмалин отвечает за излучение вол длинного ИК-диапазона. Минерализованная вода, полученная в фильтре обратного осмоса, является максимальной «живой», здоровой, а значит, и полезной. Другие полезные комплектующие – ионизатор и умягчающий картридж.

Фильтры обратного осмоса: особенности работы и нюансы выбора

Чтобы система обратного осмоса очищала максимально качественно, к ее выбору нужно подходить с умом. Ориентируйтесь на следующие факторы:

1. Давление в системе – от него зависит и оптимальная комплектность фильтра. Если давление прыгает, дополнительно купите насос. При стабильных показателях применение нагнетателя не обязательно. В системе отмечаются амплитудные колебания? Установите регулятор давления для защиты от гидроударов. Учтите, что при низком давлении в системе ресурс мембраны снижается, фильтры предварительной очистки раньше времени выходят из строя, а бак заполняется водой не полностью, отмечается перерасход воды.
2. Качество материалов – от типа и уровня первичного сырья, используемого для изготовления системы, зависит долговечность установки и степень очистки жидкости. Пластиковый корпус не должен иметь выраженный запах и/или пористые стенки. Если бактериальный состав материалов впитывается, поверхность начнет закисать. Некачественный пластик имеет низкую плотность, подвержен образованию трещин и сколов. Как понять, хорошая перед вами установка или нет? Самый верный способ – заказывать оборудование проверенных производителей, которые не позволяют себе применение некачественного пластика.
3. Качество фитингов – от этого показателя, а также правильности соединения рабочих элементов, зависит бесперебойное функционирование системы.
4. Мембрана – хорошая, она является гарантией глубокой очистки воды. В продаже есть устройства как с очень дорогими мембранами, так и доступными по цене элементами. Самые дешевые мембраны китайские, но ресурс они имеют ниже среднего (их хватит максимум на 2 года, и то при стабильном давлении в водопроводной системе).
5. Число ступеней фильтрации – стандартно их пять (три предфильтра, обратный осмос, постфильтр). Возможна дополнительная комплектация картриджами – чем их больше, тем выше качество очистки и дороже сама система.

Эффективная очистка воды: преимущества системы обратного осмоса

Системы обратного осмоса позволяют получать воду высокой степени очистки, но на этом их преимущества не заканчиваются:

1. Универсальность – обратный осмос подходит как для водопроводной, так и для скважинной воды.
2. Неприхотливость в эксплуатации – ухаживать за мембраной просто, химические реагенты при этом использовать не требуется.
3. Экологичность – системы обратного осмоса безопасны для среды и здоровья человека.
4. Долговечность – стандартного фильтра для семьи из четырех человек хватит на год.
5. Удобство – накопительный бак при отключении водоснабжения приходится как нельзя кстати.

Трубопроводная обвязка, арматура изготавливается из материалов, стойких коррозии. Работа систем полностью автоматизирована, устанавливать их можно горизонтально и вертикально. Чтобы продлить срок службы оборудования, своевременно заменяйте картриджи.

Есть ли у рассматриваемых систем недостатки? Да, так они быстро засоряются сульфатами, карбонатами, диоксидами, что негативным образом влияет на работу системы в целом. Без предварительной очистки система обратного осмоса работать не будет, а если будет, то недолго. Процесс очистки получается не быстрым и зависит от температуры воды, причем для горячей обратный осмос не подходит. Время заполнения бака водой достаточно продолжительное, при том ресурсы расходуются довольно расточительно – в канализацию попадает около 75% жидкости (которая не проходит через фильтр или не очищается). То есть потребитель получает очень хорошо очищенную воду, но сам процесс ее фильтрации занимает много времени, кроме того, около 75% жидкости сливается в канализацию. Летучие органические соединения осмос не улавливает, может пропускать гербициды и инсектициды. Некоторые противники данного способа фильтрации утверждают, что очищенная вода получается мертвой, но это вопрос спорный, тем более, вы всегда можете использовать минерализатор (он насытит жидкость питательными веществами и полезными для здоровья микроэлементами).

Как работает фильтры обратного осмоса и показатели его неисправности

Фильтр имеет ограниченный срок службы и при неблагоприятных условиях эксплуатации выходит из строя раньше времени. Принимать меры следует, если:

• есть перерасход воды;
• фильтры предочистки загрязняются быстрее, чем нужно;
• накопительный бак воду не выдает;
• некорректно работает насос.

Куда обратиться за помощью? Или в специализированный сервис, или в магазин, где вы совершали покупку. Системы являются ремонтопригодными – устранить можно практически любую неисправность.

Обратный осмос с точки зрения официальной науки

В последние годы ученые стали все чаще говорить о том, что человеку в принципе без разницы, какую воду пить – с высоким или, наоборот, низким содержанием солей. Почему? Потому что организм человека может поддерживать нормальный водно-солевой баланс самостоятельно. Если в воде мало кальция, это еще не повод отказываться от ее употребления. Ведь вы можете купить минерализатор или включить в рацион продукты, богатые данным микроэлементом.

Системы обратного осмоса для очистки воды в частном доме

Обустройство системы обратного осмоса в частном доме – дорогое удовольствие. Она состоит из:

• Фильтров предварительной очистки воды.
• Фильтра с обратноосмотической мембраной, колбами.
• Накопительной емкости минимум на три кубометра.

Очистка воды на потоке не производится, поэтому емкость нужна, причем довольно большая. Одновременно подавать и очищать воду нельзя из-за высокого мембранного сопротивления.

Фильтры обратного осмоса в частных домах устанавливают редко, именно потому, что это очень дорого. Чаще всего систему используют для подготовки питьевой воды, а для бытовых нужд берут неочищенную воду из скважины либо фильтруют ее другими способами.

Вода после обратного осмоса: пить нельзя вылить

Обратный осмос – отличный выбор для тех людей, которые хотят употреблять в пищу идеально чистую воду. Стоят устройства дорого, но при условии выбора качественных систем вложения всегда окупаются. Однозначного мнения о качестве полученной путем обратного осмоса воды нет – одни исследователи говорят, что она живая, другие, что мертвая, третьи, что идеально очищенная, а четвертые, что такая жидкость содержит опасные для здоровья соединения. И все-таки, вода, полученная в результате данного способа очистки, является максимально качественной и пригодна для питья.

Прямой осмос и обратный осмос

В основе самых эффективных технологий водоочистки и промышленной водоподготовки лежат мембранные процессы. Разделение смесей при помощи полупроницаемых перегородок позволяет удалять растворенные вещества с различными физико-химическими свойствами и получать пермеаты с заданными свойствами. Один из таких процессов — прямой осмос. Он протекает под действием природных сил и, в отличие от других мембранных процессов, не требует приложения рабочего давления или изменения температуры.

Где применяют фильтры прямого осмоса

Прямой осмос для очистки воды (и другие мембранные процессы) применяется в различных промышленных и бытовых областях:

Водоподготовка. При помощи мембранных технологий получают пресную воду для сельскохозяйственных нужд (орошения). Их применяют в оборотных циклах промышленных предприятий, в системах очистки бытовых сточных вод. Явление прямого осмоса используют в бытовых фильтрах и системах централизованного водоснабжения.

1. Химия и нефтехимия. Прямой осмос позволяет получать гелий и водород из смесей газов, а также кислород в воздухоразделительных установках. Он используется для концентрирования растворов. Путем удаления одного из компонентов через мембрану удается сместить равновесие химических реакций. Процесс прямого осмоса используется для разделения углеводородных смесей на высокомолекулярные и низкомолекулярные составляющие.
2. Медицина и микробиология. Мембраны используются для выделения из растворов биологически активных веществ, очистки крови, производства вакцин, ферментов и гормональных препаратов.
3. Стоит отметить, что комбинирование прямого и обратного осмоса с адсорбцией и другими массообменными процессами значительно повышает эффективность установок разделения смесей и растворов.

Как работает прямой осмос

Представим себе емкость, которая разделена перегородкой, проницаемой для воды, но задерживающей другие вещества. Если одну ее часть заполнить раствором соли, а другую — чистой водой, начнется перенос молекул воды в сторону раствора. Это и есть прямой осмос.

Один из наиболее ярких примеров селективной мембраны — оболочка животной или растительной клетки. Она свободно пропускает воду и задерживает соли. Процесс прямого осмоса можно наблюдать ежедневно на кухне: любой овощ, посыпанный поваренной солью, начинает выделять сок. Концентрированный раствор оказывается снаружи клетки и «вытягивает» из нее воду.

Искусственная мембрана для прямого и обратного осмоса представляет собой композиционную пленку со сложной структурой. В нее входят как минимум два компонента:

1. Селективный слой. «Рабочий элемент» большинства современных мембран — полиамид. В отличие от большинства полимеров, отличающихся высокой гидрофобностью, ПА хорошо смачивается водой с образованием гидрата. Это свойство обусловлено наличием амидных групп, имеющих водородные связи между собой. Селективность полиамидных мембран составляет 92 — 99%. Вопреки распространенному заблуждению о том, что мембрана представляет собой сито с мелкими ячейками, полиамидное полотно имеет сплошную структуру и пропускает молекулы воды, входящие в состав гидрата. Этот процесс скорее похож на электрический ток в проводнике, чем на просеивание через сито.
2. Основа. Для обеспечения прочностных свойств полиамидное полотно наносится на инертную подложку. Это нужно, чтобы мембрана прямого и обратного осмоса не разрушилась под действием осмотического давления.

Что такое осмотическое давление

Явление прямого осмоса сопровождается переносом массы. Соответственно, в части емкости с более концентрированным раствором столб воды увеличится. Процесс будет протекать до тех пор, пока гидростатическое давление не достигнет некоторого порогового значения, при котором наступит равновесие в системе. Это и есть осмотическое давление. Оно не зависит от природы растворенных веществ, а только от их концентрации и температуры в системе.

Чем прямой осмос отличается от обратного осмрса

Если со стороны с более концентрированным раствором приложить рабочее давление, которое будет превышать осмотическое, то перенос молекул воды пойдет в противоположную сторону — в отделение с чистым раствором. Этот процесс называется обратным осмосом. С ростом концентрации раствора рабочее давление также должно повышаться.

Других принципиальных отличий в процессах прямого и обратного осмоса нет: мембрана должна иметь одни и те же свойства. В зависимости от конкретной марки полимера, используемой для производства полупроницаемой пленки, подбирают оптимальную температуру, при которой будет достигнуто оптимальное сочетание селективности и производительности фильтрующей установки обратного ли прямого осмоса.

Обратноосмотические фильтры считаются наиболее эффективными средствами водоочистки. При помощи их удаляется большинство растворенных солей, вирусы, органика и другие виды загрязнителей. Фильтрация в установках обратного осмоса не требует применения реагентов, регенерации мембран, дает высокий выход пермеата. Более подробно о системах обратного осмоса

Заявка на подбор оборудования

Как работает Обратный Осмос для очистки воды. h3OExpert

Обратный осмос — создан вместе с самой природой.

Чтобы ответить на вопрос что такое Обратный Осмос, сначала узнаем что такое Осмос вообще. Если говорить простым языком, то осмос — это природный процесс, в результате которого молекулы воды из раствора с меньшим содержанием солей начинают проникать в воду с большим содержанием солей через полупроницаемую мембрану, тем самым понижая концентрацию солей в более «грязном» растворе.

Простой пример осмоса: возьмите изюминку и положите ее в воду. Изюм — высушенный виноград, внутри которого очень мало воды и огромная концентрация солей и минералов. Оболочка виноградины — полупроницаемая мембрана. Как только изюм оказывается в воде, начинается процесс осмоса — молекулы воды h3O начинают активно проникать через виноградную оболочку внутрь изюминки, растворяя ее содержимое. Через какое то время изюмина превратится в плотный виноград, причем давление воды внутри него будет выше чем давление окружающей среды!

Осмос — это естественный природный процесс, который присутствует в любом живом организме. Благодаря осмосу происходит водно-солевой обмен в нашем теле, а рыбы и морские млекопитающие получают чистую пресную воду.

Сегодня в продаже имеется огромное разнообразие фильтров для воды, обещающих нам чистую воду. Суть их работы всегда одинакова — вода проходит через некий фильтр «сетку» — уголь, смолу, нано-картридж и т.д., который должен задерживать все вредное, и на выходе вы должны получить чистую воду.
Звучит просто. Но немного задумавшись, понимаешь, что любая «сетка» забьется мусором и перестанет работать. Именно так бы и происходило если бы производители не делали заведомо увеличенную «ячейку сетки» именно для того чтобы она не забивалась «мусором».
«Но постойте, ведь тогда весь мусор попадет мне в воду!», скажете вы и будете правы. Именно так и происходит и проверить это очень легко — просто замерьте показания воды TDS-метром до и после после обычного «кувшина» или трехступенчатого фильтра и вы убедитесь в этом наглядно — вода осталась абсолютно такой какой она и была до фильтрации!

Казалось бы, выхода нет, НО ВЫХОД ЕСТЬ и процесс, как всегда, позаимствован у природы!

Принцип обратного осмоса

Обратный осмос, как следует из названия, это обратный процесс, когда создавая давление в воде насыщенной солями и примесями мы заставляем молекулы воды h3O пройти через полупроницаемую мембрану и таким образом получаем абсолютно чистую воду без солей и посторонних примесей.

Как работает обратный осмос

Представьте, как устроено обычное сито для просеивания например муки. Мембрана обратного осмоса — это то же «сито», но для воды, только ячейка очень мала — чуть больше молекулы воды h3O.
Теперь внимание — основное отличие системы с обратным осмосом от фильтра для воды в том, что молекулы воды свободно проходят сквозь ячейки «сита», а оставшийся «мусор» сливается в канализацию. Гениально и просто как все в природе!

Именно по такому принципу работают клетки всех живых организмов на нашей планете. В результате вы получаете чистейшую питьевую воду, а «сетка» не забивается «мусором».
Роль «сита» в системе обратного осмоса выполняет высокотехнологичная полупроницаемая тонкопленочная мембрана — она «сердце» и основной элемент системы. Мембрана изготовлена из специальной полимерной плёнки, свёрнутой в рулон.

Обратный осмос является натуральным процессом, суть которого заключается в отделении мембраной молекул воды от растворённых в ней субстанций. Благодаря этому процессу из воды полностью (до 99%) удаляются любые органические и неорганические соединения, бактерии, вирусы, соли металлов, нитраты, пестициды, аллергены, и т.д. Таким образом чистая питьевая вода проходит сквозь кластеры мембраны, а вода загрязненная примесями сливается в дренаж, промывая поверхность мембраны.

На сегодняшний день процесс обратного осмоса является единственным эффективным и недорогим способом получения чистой и полезной для здоровья питьевой воды. Перед мембраной стоит ряд предфильтров (2 или 3 шт) — они служат для защиты мембраны от агрессивных примесей в воде.

Reverse osmosis

Вода после обратного осмоса

Большинство людей, впервые попробовав воду очищенную системой обратного осмоса, отмечают ее вкус как очень приятный, легкий, свежий и без посторонних привкусов. Напитки, приготовленные на чистой воде, приобретают индивидуальный ВКУС. Вы начинаете чувствовать, например, тонкие вкусовые отличия различных сортов чая.

Обратный осмос для здоровья

При употреблении мягкой воды, свободной от солей кальция, останавливаются мочекаменные процессы, а уже накопленный «песок» и «камни» в почках начинают постепенно растворяться. Стенки сосудов, базальные мембраны эпителия начинают постепенно освобождаться от «цемента» — лишнего кальция. Реакция крови pH начинает сдвигаться в кислую сторону, что благотворно влияет на многие процессы метаболизма: улучшается снабжение всех клеток организма кислородом, т.к. связь кислорода с гемоглобином становится слабее и артериальная кровь отдает больший процент кислорода клеткам. Это в, свою очередь, благотворно влияет на ряд других процессов: увеличивается синтез интерферона — первичной защитной функции организма, клетки мозга начинают функционировать более эффективно, улучшается состояние нервной системы в целом. Стволовые клетки, подпитываясь кислородом, не переходят на анаэробное питание, т.к. их метахондрии стабильно начинают получать кислород, а это, в свою очередь, снижает риск онкологических заболеваний.
Это лишь маленький список положительных изменений в организме, которые происходят как только мы начинаем пить чистую воду.

Полезные свойства мягкой чистейшей воды, свободной от солей и примесей, доказывают жители высокогорных регионов России, среди которых больше всего долгожителей планеты. А как известно, вода в горных ручьях наиболее близка по составу и чистоте к воде после обратного осмоса.
Подробнее об анализе воды из горного ручья читайте в статье «Измеряем качество воды в Альпийском горном ручье.»

Статьи о том, что вода после обратного осмоса якобы пустая и не полезная, на самом деле не более чем маркетинговый миф. Талая мягкая вода из ледников в горных реках или мягкая питьевая вода из обратного осмоса не «вымывает» кальций, а лишь позволяет нашему организму избавляться от лишних шлаковых солей, в том чисте и солей кальция.

Бытовая техника прослужит гораздо дольше, т.к. мембранная очистка устраняет жесткость воды до 99%. При использовании мягкой воды, полностью свободной от солей жесткости и растворенного железа (обезжелезивание), нагревательные элементы и помпы будут служить долгие годы не страдая от отложений кальция. В чайнике полностью перестает образовываться накипь.

Фильтры обратного осмоса способны очистить любую воду и сделать ее полезной питьевой водой. Закажите фильтр обратного осмоса — начните путь оздоровления уже сегодня!

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ ФИЛЬТРОВ

Узнайте — КАК ВЫБРАТЬ ОСМОС ФИЛЬТР?

Узнайте — НУЖЕН ЛИ МИНЕРАЛИЗАТОР ДЛЯ ОСМОСА?

Если Вам понравилась статья, поделитесь ей в Соцсети, нажав на иконку внизу и получите цифровой TDS-тестер воды в ПОДАРОК!*

© Полное или частичное копирование статьи или републикация в соответствии со ст. 1270 ГК РФ допускается только после согласованию с их автором

Лучшее руководство по системе обратного осмоса для DUMMIES

• Дом
• Здоровье
  • Дистиллированная вода
  • Бренды здоровой воды
  • Соленая вода
  • Фруктовые настои на воде
• Вода и потеря веса
• Щелочная вода
  • Машина для ионизации воды Отзывы
• Фильтры для воды
  • Активированный уголь и уголь
  • Aquasana Water Отзывы
  • Джакузи, бассейн, фильтры для ванны
  • Обратный осмос
  • Фильтры для смесителя для душа
  • Продукты и устройства для фильтрации воды
  • Обзоры фильтров для воды всего дома: мошенничество или закон?
• Смягчители воды
  • Руководство по смягчению воды
  • Обзоры смягчителей воды

Поиск

Мистер водный компьютерщик

• Дом
• здоровья

.

Puretec Промышленная вода | Что такое обратный осмос?

Обратный осмос — это технология, которая используется для удаления большого количества загрязняющих веществ из воды путем проталкивания воды под давлением через полупроницаемую мембрану.

Эта статья предназначена для аудитории, которая мало или совсем не имеет опыта работы с обратным осмосом, и попытается объяснить основы простыми словами, которые должны дать читателю лучшее общее представление о технологии обратного осмоса и ее приложениях.

В этой статье рассматриваются следующие темы:

1. Что такое осмос и обратный осмос
2. Как работает обратный осмос (RO)?
3. Какие загрязнения удаляет обратный осмос (RO)?
4. Расчет производительности и конструкции для систем обратного осмоса (RO)
   1. Отказ от соли%
   2. Солевой проход%
   3. % Восстановления
   4. Фактор концентрации
   5. Скорость потока
   6. Баланс массы
5. Понимание разницы между проходами и ступенями в системе обратного осмоса (RO)
   1. 1 этап против двухступенчатой ​​системы обратного осмоса (RO)
   2. Массив
   3. Система обратного осмоса (RO) с рециркуляцией концентрата
   4. Однопроходные и двухходовые системы обратного осмоса (RO)
6. Предварительная обработка обратного осмоса (RO)
   1. Обрастание
   2. Масштабирование
   3. Химическая атака
   4. Механическое повреждение
7. Решения для предварительной обработки обратного осмоса (RO)
   1. Мультимедийная фильтрация
   2. Микрофильтрация
   3. Антискаланты и ингибиторы образования накипи
   4. Умягчение ионным обменом
   5. Бисульфит натрия (SBS) для инъекций
   6. Гранулированный активированный уголь (GAC)
8. Тенденции производительности обратного осмоса (RO) и нормализация данных
9. Очистка мембран обратным осмосом (RO)
10. Резюме

Что такое обратный осмос

Обратный осмос , обычно называемый RO , представляет собой процесс, при котором вы деминерализуете или деионизируете воду, проталкивая ее под давлением через полупроницаемую мембрану обратного осмоса.

Осмос

Чтобы понять цель и процесс обратного осмоса, вы должны сначала понять естественный процесс осмоса осмоса .

Осмос — это естественное явление и один из важнейших процессов в природе. Это процесс, при котором более слабый физиологический раствор имеет тенденцию переходить в крепкий физиологический раствор. Примеры осмоса: корни растений поглощают воду из почвы, а наши почки поглощают воду из нашей крови.

Ниже представлена ​​диаграмма, показывающая, как работает осмос. Раствор с меньшей концентрацией будет иметь естественную тенденцию переходить в раствор с более высокой концентрацией. Например, если у вас есть контейнер, полный воды с низкой концентрацией соли, и другой контейнер, полный воды с высокой концентрацией соли, и они разделены полупроницаемой мембраной, то вода с более низкой концентрацией соли начнет мигрировать. в сторону емкости с водой с более высокой концентрацией соли.

Полупроницаемая мембрана — это мембрана, которая пропускает одни атомы или молекулы, но не другие. Простой пример — дверь-ширма. Он позволяет молекулам воздуха проходить сквозь него, но не вредителям или чему-либо большему, чем отверстия в дверце экрана. Другой пример — ткань для одежды Gore-tex, которая содержит чрезвычайно тонкую пластиковую пленку, в которой вырезаны миллиарды мелких пор. Поры достаточно большие, чтобы пропускать водяной пар, но достаточно маленькие, чтобы не пропускать жидкую воду.

Обратный осмос — это процесс обратного осмоса . В то время как осмос происходит естественным образом без необходимости в энергии, чтобы обратить процесс осмоса вспять, вам необходимо приложить энергию к более солевому раствору. Мембрана обратного осмоса — это полупроницаемая мембрана, которая пропускает молекулы воды, но не большую часть растворенных солей, органических веществ, бактерий и пирогенов. Однако вам необходимо «протолкнуть» воду через мембрану обратного осмоса, применяя давление, превышающее естественное осмотическое давление, чтобы опреснить (деминерализовать или деионизировать) воду в процессе, пропуская чистую воду, удерживая большую часть загрязняющих веществ.

Ниже представлена ​​схема, описывающая процесс обратного осмоса. Когда к концентрированному раствору прикладывается давление, молекулы воды проталкиваются через полупроницаемую мембрану, и загрязнения не пропускаются.

Как работает обратный осмос?

Обратный осмос работает за счет использования насоса высокого давления для увеличения давления на солевой стороне обратного осмоса и проталкивания воды через полупроницаемую обратную мембрану, оставляя почти все (от 95% до 99%) растворенных солей в воде. отклонить поток.Необходимое давление зависит от концентрации соли в исходной воде. Чем более концентрирована исходная вода, тем большее давление требуется для преодоления осмотического давления.

Опресненная вода, которая является деминерализованной или деионизированной, называется пермеатной (или продуктивной) водой. Водяной поток, который несет концентрированные загрязнители, которые не прошли через мембрану обратного осмоса, называется потоком отбракованных (или концентрированных).

Когда исходная вода входит в мембрану обратного осмоса под давлением (давление, достаточное для преодоления осмотического давления), молекулы воды проходят через полупроницаемую мембрану, а соли и другие загрязнители не проходят и выводятся через сбросной поток (также известный в виде потока концентрата или рассола), который направляется в канализацию или может быть возвращен в систему подачи питательной воды в некоторых случаях для повторного использования через систему обратного осмоса для экономии воды.Вода, которая проходит через мембрану обратного осмоса, называется пермеатом или водой-продуктом, и обычно из нее удаляется от 95% до 99% растворенных солей.

Важно понимать, что в системе обратного осмоса используется перекрестная фильтрация, а не стандартная фильтрация, при которой загрязнения собираются внутри фильтрующего материала. При перекрестной фильтрации раствор проходит через фильтр или пересекает фильтр с двумя выходами: фильтрованная вода идет в одну сторону, а загрязненная вода идет в другую сторону.Чтобы избежать накопления загрязняющих веществ, фильтрация с поперечным потоком позволяет воде смывать накопившиеся загрязнения, а также обеспечивает достаточную турбулентность для поддержания чистоты поверхности мембраны.

Какие загрязняющие вещества обратный осмос удалит из воды?

Обратный осмос способен удалять до 99% + растворенных солей (ионов), частиц, коллоидов, органических веществ, бактерий и пирогенов из питательной воды (хотя не следует полагаться на систему обратного осмоса для удаления 100% бактерий и вирусы).Мембрана обратного осмоса задерживает загрязнения в зависимости от их размера и заряда. Любое загрязняющее вещество с молекулярной массой более 200, вероятно, отторгается правильно работающей системой обратного осмоса (для сравнения молекулярная масса молекулы воды равна 18). Точно так же, чем больше ионный заряд загрязнителя, тем больше вероятность, что он не сможет пройти через мембрану обратного осмоса. Например, ион натрия имеет только один заряд (одновалентный) и не отторгается RO мембраной, как, например, кальций, который имеет два заряда.Аналогичным образом, именно поэтому система обратного осмоса не очень хорошо удаляет газы, такие как CO2, потому что они не сильно ионизируются (заряжаются) в растворе и имеют очень низкий молекулярный вес. Поскольку система обратного осмоса не удаляет газы, пермеатная вода может иметь уровень pH немного ниже, чем обычно, в зависимости от уровней CO2 в исходной воде, поскольку CO2 преобразуется в угольную кислоту.

Обратный осмос очень эффективен при очистке солоноватых, поверхностных и грунтовых вод как для больших, так и для малых потоков.Некоторые примеры отраслей, в которых используется вода обратного осмоса, включают фармацевтическую промышленность, питательную воду для котлов, продукты питания и напитки, отделку металлов и производство полупроводников и многие другие.

Расчетные характеристики и расчетные характеристики обратного осмоса

Есть несколько расчетов, которые используются для оценки производительности системы обратного осмоса, а также для конструктивных соображений. В системе обратного осмоса есть приборы, которые отображают качество, расход, давление, а иногда и другие данные, такие как температура или часы работы.Чтобы точно измерить производительность системы обратного осмоса, вам потребуются как минимум следующие рабочие параметры:

• Давление подачи
• Давление пермеата
• Давление концентрата
• Проводимость корма
• Проводимость пермеата
• Подача сырья
• Поток пермеата
• Температура

Отказ от соли%


Это уравнение показывает, насколько эффективно мембраны обратного осмоса удаляют загрязнения.Он не говорит вам, как работает каждая отдельная мембрана, а скорее как система в целом работает. Хорошо спроектированная система обратного осмоса с правильно функционирующими мембранами обратного осмоса будет отбрасывать от 95% до 99% большинства загрязнителей питательной воды (которые имеют определенный размер и заряд). Вы можете определить, насколько эффективно мембраны обратного осмоса удаляют загрязнения, используя следующее уравнение:

Отклонение соли% =	Электропроводность питательной воды — Электропроводность пермеатной воды	× 100
	Электропроводность сырья

Чем выше отвод соли, тем лучше работает система.Низкое отторжение солей может означать, что мембраны требуют очистки или замены.

Солевой проход%


Это просто обратное отторжение соли, описанное в предыдущем уравнении. Это количество солей, выраженное в процентах, которые проходят через систему обратного осмоса. Чем ниже солевой канал, тем лучше работает система. Большое количество солей может означать, что мембраны требуют очистки или замены.

Прохождение соли% = (1 -% отклонения соли)

% Восстановления


Процент извлечения — это количество воды, которое «извлекается» как хорошая пермеатная вода.Другой способ думать о процентном извлечении — это количество воды, которое не отправляется в дренаж в виде концентрата, а собирается в виде пермеата или воды продукта. Более высокий процент извлечения означает, что вы отправляете меньше воды в слив в виде концентрата и экономите больше пермеата. Однако, если процент извлечения слишком высок для конструкции обратного осмоса, это может привести к более серьезным проблемам из-за накипи и загрязнения. % Извлечения для системы обратного осмоса устанавливается с помощью программного обеспечения для проектирования с учетом множества факторов, таких как химический состав питательной воды и предварительная очистка обратного осмоса перед системой обратного осмоса.Следовательно, правильный процент извлечения, при котором должен работать RO, зависит от того, для чего он был разработан. Рассчитав процент извлечения, вы можете быстро определить, работает ли система не по назначению. Расчет% извлечения:

% извлечения =	Скорость потока пермеата (галлонов в минуту)	× 100
	Скорость подачи (галлонов в минуту)

Например, если степень извлечения составляет 75%, это означает, что на каждые 100 галлонов питательной воды, попадающей в систему обратного осмоса, вы получаете 75 галлонов пригодной для использования пермеатной воды и 25 галлонов сточных вод в виде концентрата.Промышленные системы обратного осмоса обычно имеют степень извлечения от 50% до 85% в зависимости от характеристик питательной воды и других проектных соображений.

Фактор концентрации


Коэффициент концентрации связан с восстановлением системы обратного осмоса и является важным уравнением при проектировании системы обратного осмоса. Чем больше воды вы извлекаете в виде пермеата (чем выше процент извлечения), тем больше концентрированных солей и загрязняющих веществ вы собираете в потоке концентрата. Это может привести к более высокому потенциалу образования накипи на поверхности мембраны обратного осмоса, когда коэффициент концентрации слишком высок для конструкции системы и состава питательной воды.

Коэффициент концентрации =	1
	1 — Извлечение%

Концепция не отличается от котла или градирни. У них обоих есть очищенная вода, выходящая из системы (пар), и в конечном итоге остается концентрированный раствор. По мере увеличения степени концентрации могут быть превышены пределы растворимости и осаждение на поверхности оборудования в виде накипи.

Например, если ваш расход сырья составляет 100 галлонов в минуту, а поток пермеата составляет 75 галлонов в минуту, то извлечение будет (75/100) x 100 = 75%. Чтобы найти коэффициент концентрации, формула будет 1 ÷ (1-75%) = 4.

Коэффициент концентрации 4 означает, что вода, поступающая в поток концентрата, будет в 4 раза более концентрированной, чем исходная вода. Если исходная вода в этом примере составляла 500 частей на миллион, тогда поток концентрата был бы 500 x 4 = 2000 частей на миллион.

Поток


Gfd =	галлона пермеата × 1440 мин / день
	Количество элементов RO в системе × площадь каждого элемента RO

Например, у вас есть следующее:

Система обратного осмоса производит 75 галлонов пермеата в минуту (галлонов в минуту).У вас есть 3 сосуда обратного осмоса, и каждый сосуд содержит 6 мембран обратного осмоса. Таким образом, у вас всего 3 x 6 = 18 мембран. В системе обратного осмоса используется мембрана Dow Filmtec BW30-365. Этот тип мембраны (или элемента) обратного осмоса имеет площадь поверхности 365 квадратных футов.

Чтобы найти поток (Gfd):

Gfd =	75 галлонов в минуту × 1440 мин / день	=	108 000
	18 элементов × 365 кв. Футов		6 570

Поток 16 Гсф.

Это означает, что через каждый квадратный фут каждой мембраны обратного осмоса проходит 16 галлонов воды в день. Это число может быть хорошим или плохим в зависимости от типа химического состава питательной воды и конструкции системы. Ниже приводится общее практическое правило для диапазонов потоков для различных источников воды, которые можно лучше определить с помощью программного обеспечения для проектирования обратного осмоса. Если бы вы использовали мембраны обратного осмоса Dow Filmtec LE-440i в приведенном выше примере, то поток был бы равен 14. Поэтому важно учитывать, какой тип мембраны используется, и стараться, чтобы тип мембраны был одинаковым во всей системе. .

Источник питательной воды	Gfd
Сточные воды	5-10
Морская вода	8-12
Солоноватоводные поверхностные воды	10-14
Солоноватая колодезная вода	14-18
Пермеат обратного осмоса Вода	20-30

Баланс массы


Уравнение массового баланса используется для определения того, правильно ли показывает ваш расходомер и приборы качества или требует калибровки.Если ваши приборы не считывают правильно, то собираемые вами данные о производительности бесполезны. Для выполнения расчета массового баланса вам потребуется собрать следующие данные из системы обратного осмоса:

1. Скорость подачи (галлонов в минуту)
2. Расход пермеата (галлонов в минуту)
3. Расход концентрата (галлонов в минуту)
4. Проводимость сырья (мкСм)
5. Проводимость пермеата (мкСм)
6. Концентрат Проводимость (мкСм)

Уравнение баланса массы:

(Поток сырья ¹ x Проводимость исходного материала) = (Расход пермеата x Проводимость пермеата)
+ (Расход концентрата x Проводимость концентрата)

¹ Поток сырья равен потоку пермеата + потоку концентрата

Например, если вы собрали следующие данные из системы обратного осмотра:

Тогда уравнение баланса масс будет:

(7 x 500) = (5 x 10) + (2 x 1200)

3,500 ≠ 2,450

Тогда найдите разницу

(разница / сумма) x 100

((3500 — 2450) / (3500 + 2450)) x 100

= 18%

Разница в +/- 5% допустима.Разница от +/- 5% до 10% обычно является адекватной. Разница в> +/- 10% недопустима, и требуется калибровка оборудования обратного осмоса, чтобы гарантировать, что вы собираете полезные данные. В приведенном выше примере уравнение баланса массы обратного осмоса выходит за пределы допустимого диапазона и требует внимания.

Понимание разницы между проходами и ступенями в системе обратного осмоса (RO)

Термины этап и этап часто ошибочно принимают за одно и то же в системе обратного осмотра и могут сбивать с толку терминологию оператора обратного осмотра.Важно понимать разницу между 1 и 2 этапами RO и 1 и 2 этапами RO .

Разница между одно- и двухступенчатой ​​системой обратного осмоса

В одноступенчатой ​​системе обратного осмоса питательная вода поступает в систему обратного осмоса одним потоком и выходит из системы обратного осмоса в виде концентрата или пермеата.

В двухступенчатой ​​системе концентрат (или отходы) из первой ступени затем становится питательной водой для второй ступени. Пермеатная вода, собираемая с первой ступени, объединяется с пермеатной водой со второй ступени.Дополнительные этапы увеличивают выход из системы.

Массив

В системе обратного осмоса массив описывает физическое расположение сосудов под давлением в двухступенчатой ​​системе. Сосуды высокого давления содержат мембраны обратного осмоса (обычно в сосуде высокого давления находится от 1 до 6 мембран обратного осмоса). На каждой ступени может быть определенное количество сосудов высокого давления с мембранами обратного осмоса. Затем отбраковка каждой ступени становится потоком сырья для следующей последующей ступени.Двухступенчатая система обратного осмоса, показанная на предыдущей странице, представляет собой массив 2: 1, что означает, что концентрат (или отбраковка) из первых 2 сосудов обратного осмоса подается в следующую 1 емкость.

Система обратного осмоса с рециркуляцией концентрата

С системой обратного осмоса, которая не может быть правильно организована, и химический состав питательной воды позволяет это, можно использовать установку рециркуляции концентрата, в которой часть потока концентрата возвращается обратно в питательную воду на первую ступень, чтобы помочь увеличить восстановление системы.

Однопроходный обратный осмос против двухпроходного обратного осмоса

Подумайте о проходе как об отдельной системе обратного осмоса. Имея это в виду, разница между однопроходной системой обратного осмоса и двухпроходной системой обратного осмоса заключается в том, что при двухпроходной системе обратного осмоса пермеат из первого прохода становится питательной водой для второго прохода (или второго обратного осмоса), что в конечном итоге дает пермеат гораздо более высокого качества, поскольку он прошел через две системы обратного осмоса.

Помимо получения пермеата гораздо более высокого качества, двухпроходная система также позволяет удалять газообразный диоксид углерода из пермеата путем нагнетания щелочи между первым и вторым проходами.Использование CO 2 нежелательно, если после обратного осмоса используются слои ионообменной смолы со смешанным слоем. Добавляя каустик после первого прохода, вы увеличиваете pH пермеата первого прохода и превращаете C02 в бикарбонат (HCO3-) и карбонат (CO3-2) для лучшего отвода мембранами обратного осмоса во втором проходе. Это невозможно сделать с помощью однопроходного обратного осмоса, потому что введение каустика и образующегося карбоната (CO3-2) в присутствии катионов, таких как кальций, вызовет отложение на мембранах обратного осмоса.

Предварительная обработка RO

Правильная предварительная обработка с использованием как механической, так и химической обработки имеет решающее значение для системы обратного осмоса, чтобы предотвратить засорение, образование накипи и дорогостоящий преждевременный выход из строя мембраны обратного осмоса, а также необходимость частой очистки.Ниже приводится сводка общих проблем, с которыми сталкивается система обратного осмоса из-за отсутствия надлежащей предварительной обработки.

Обрастание

Загрязнение происходит, когда загрязнения накапливаются на поверхности мембраны, эффективно закупоривая мембрану. В муниципальной питательной воде много загрязнителей, которые не видны человеческому глазу и безвредны для потребления человеком, но достаточно велики, чтобы быстро загрязнить (или закупорить) систему обратного осмоса. Загрязнение обычно происходит в передней части системы обратного осмоса и приводит к более высокому перепаду давления в системе обратного осмоса и более низкому потоку пермеата.Это приводит к более высоким эксплуатационным расходам и, в конечном итоге, к необходимости чистки или замены мембран обратного осмоса. В конечном итоге засорение в некоторой степени произойдет, учитывая чрезвычайно мелкие поры RO мембраны, независимо от того, насколько эффективен ваш график предварительной обработки и очистки. Однако, имея надлежащую предварительную обработку, вы минимизируете потребность в решении проблем, связанных с обрастанием на регулярной основе.

Загрязнение может быть вызвано следующими причинами:

1. Твердые или коллоидные вещества (грязь, ил, глина и т. Д.))
2. Органические вещества (гуминовые / фульвокислоты и т. Д.)
3. Микроорганизмы (бактерии и др.). Бактерии представляют собой одну из наиболее распространенных проблем загрязнения, так как мембраны обратного осмоса, используемые сегодня, не переносят дезинфицирующих средств, таких как хлор, и поэтому микроорганизмы часто могут размножаться и размножаться на поверхности мембраны. Они могут образовывать биопленки, которые покрывают поверхность мембраны и вызывают сильное загрязнение.
4. Прорыв фильтрующего материала перед установкой обратного осмоса.В угольных слоях GAC и в слоях умягчителя может образоваться утечка из-под дренажа, и если на месте не будет надлежащей последующей фильтрации, среда может засорить систему обратного осмоса.

Выполняя аналитические тесты, вы можете определить, имеет ли подаваемая в ваш RO вода высокий потенциал загрязнения. Для предотвращения загрязнения системы обратного осмоса используются методы механической фильтрации. Самыми популярными методами предотвращения загрязнения являются использование мультимедийных фильтров (MMF) или микрофильтрация (MF). В некоторых случаях картриджной фильтрации будет достаточно.

Масштабирование

По мере того, как некоторые растворенные (неорганические) соединения становятся более концентрированными (помните обсуждение коэффициента концентрации), может происходить образование накипи, если эти соединения превышают свои пределы растворимости и осаждаются на поверхности мембраны в виде отложений. Результатами масштабирования являются более высокий перепад давления в системе, более высокий проход соли (меньшее отталкивание соли), низкий поток пермеата и более низкое качество пермеатной воды. Примером обычных отложений, которые имеют тенденцию образовываться на мембране обратного осмоса, является карбонат кальция (CaCO3).

Химическая атака

Современные тонкопленочные композитные мембраны не устойчивы к хлору и хлораминам. Окислители, такие как хлор, «прожигают» дыры в порах мембраны и могут нанести непоправимый ущерб. Результатом химического воздействия на мембрану обратного осмоса является более высокий поток пермеата и больший проход соли (пермеат более низкого качества). Вот почему рост микроорганизмов на мембранах обратного осмоса имеет тенденцию так легко загрязнять мембраны обратного осмоса, поскольку нет биоцида, препятствующего их росту.

Механическое повреждение

Частью схемы предварительной обработки должны быть водопровод и контроль системы обратного осмоса до и после. В случае «жесткого запуска» мембраны могут быть повреждены. Точно так же, если в системе обратного осмоса слишком большое противодавление, может произойти механическое повреждение мембран обратного осмоса. Эти проблемы могут быть решены путем использования двигателей с частотно-регулируемым приводом для запуска насосов высокого давления для систем обратного осмоса и путем установки обратных клапанов и / или предохранительных клапанов для предотвращения чрезмерного обратного давления на установку обратного осмоса, которое может вызвать необратимое повреждение мембраны.

Растворы для предварительной обработки

Ниже приведены некоторые решения по предварительной обработке для систем обратного осмоса, которые могут помочь минимизировать загрязнение, образование накипи и химическое воздействие.

Мультимедийная фильтрация (MMF)

Мультимедийный фильтр используется для предотвращения загрязнения системы обратного осмоса. Мультимедийный фильтр обычно содержит три слоя материала, состоящего из антрацитового угля, песка и граната, с поддерживающим слоем гравия на дне.Эти носители лучше всего подходят из-за различий в размере и плотности. Более крупный (но более легкий) антрацитовый уголь будет наверху, а более тяжелый (но меньший) гранат останется внизу. Расположение фильтрующего материала позволяет удалять самые крупные частицы грязи в верхней части слоя материала, при этом более мелкие частицы грязи задерживаются все глубже и глубже в среде. Это позволяет всему слою действовать как фильтр, позволяя значительно увеличить время работы фильтра между обратной промывкой и более эффективным удалением твердых частиц.

Хорошо эксплуатируемый мультимедийный фильтр может удалять частицы размером до 15-20 микрон. Мультимедийный фильтр, в котором используется добавка коагулянта (который заставляет мельчайшие частицы соединяться вместе с образованием частиц, достаточно крупных для фильтрации), может удалять частицы размером до 5-10 микрон. Для сравнения, ширина человеческого волоса составляет около 50 микрон.

Мультимедийный фильтр рекомендуется, когда значение индекса плотности ила (SDI) больше 3 или когда мутность больше 0.2 NTU. Точного правила нет, но следует соблюдать приведенные выше рекомендации, чтобы предотвратить преждевременное загрязнение мембран обратного осмоса.

Важно установить картриджный фильтр 5 микрон непосредственно после блока MMF на тот случай, если нижний дренаж MMF выйдет из строя. Это предотвратит повреждение насосов, расположенных ниже по потоку, и засорение системы обратного осмоса MMF.

Микрофильтрация (MF)

Микрофильтрация (MF) эффективна при удалении коллоидных и бактериальных веществ и имеет размер пор всего 0.1-10 мкм. Микрофильтрация помогает снизить вероятность загрязнения установки обратного осмоса. Конфигурация мембраны может быть разной у разных производителей, но наиболее часто используется тип «полое волокно». Обычно вода перекачивается снаружи волокон, а чистая вода собирается изнутри волокон. Мембраны для микрофильтрации, используемые в системах питьевого водоснабжения, обычно работают в «тупиковом» потоке. В тупиковом потоке вся вода, подаваемая на мембрану, фильтруется через мембрану.Образуется осадок на фильтре, который необходимо периодически отмывать от поверхности мембраны. Степень извлечения обычно превышает 90 процентов для источников питательной воды, которые имеют довольно высокое качество и низкую мутность.

Антискаланты и ингибиторы образования накипи

Антискаланты и ингибиторы образования накипи, как следует из их названия, представляют собой химические вещества, которые можно добавлять в питательную воду перед установкой обратного осмоса, чтобы снизить вероятность образования накипи в питательной воде. Антискаланты и ингибиторы образования накипи увеличивают пределы растворимости проблемных неорганических соединений.Увеличивая пределы растворимости, вы можете концентрировать соли дальше, чем это было бы возможно в противном случае, и, следовательно, достичь более высокой скорости извлечения и работать с более высоким коэффициентом концентрации. Антискаланты и ингибиторы образования накипи препятствуют образованию накипи и росту кристаллов. Выбор антискаланта или ингибитора образования накипи и правильная дозировка зависят от химического состава питательной воды и конструкции системы обратного осмоса.

Умягчение ионным обменом

Смягчитель воды может использоваться для предотвращения образования накипи в системе обратного осмоса путем обмена ионов, образующих накипь, на ионы, не образующие накипи.Как и в случае с блоком MMF, важно установить патронный фильтр на 5 микрон непосредственно после устройства для смягчения воды на случай, если нижний дренаж смягчителя выйдет из строя.

Бисульфит натрия (SBS) для инъекций

Добавляя бисульфит натрия (SBS или SMBS), который является восстановителем, в поток воды перед обратным осмотром в надлежащей дозе, вы можете удалить остаточный хлор.

Гранулированный активированный уголь (GAC)

GAC используется как для удаления органических компонентов, так и остаточных дезинфицирующих средств (таких как хлор и хлорамины) из воды.Носители GAC изготавливаются из угля, ореховой скорлупы или дерева. Активированный уголь удаляет остаточный хлор и хлорамины с помощью химической реакции, которая включает перенос электронов с поверхности GAC на остаточный хлор или хлорамины. Хлор или хлорамины превращаются в хлорид-ион, который больше не является окислителем.

Недостатком использования GAC перед установкой обратного осмоса является то, что GAC быстро удаляет хлор в самом верху слоя GAC. Это оставит остаток слоя GAC без какого-либо биоцида для уничтожения микроорганизмов.Слой GAC будет поглощать органические вещества по всему слою, которые являются потенциальной пищей для бактерий, поэтому в конечном итоге слой GAC может стать питательной средой для роста бактерий, которые могут легко перейти к мембранам обратного осмоса. Аналогичным образом, слой GAC может производить очень маленькие углеродные частицы при некоторых обстоятельствах, которые могут загрязнять RO.

Анализ тенденций и нормализация данных RO

Мембраны обратного осмоса являются сердцем системы обратного осмоса, и необходимо собрать определенные данные, чтобы определить состояние мембран обратного осмоса.Эти точки данных включают в себя давление в системе, потоки, качество и температуру. Температура воды прямо пропорциональна давлению. По мере снижения температуры воды она становится более вязкой, и поток пермеата обратного осмоса будет падать, поскольку для проталкивания воды через мембрану требуется большее давление. Аналогичным образом, когда температура воды увеличивается, поток пермеата обратного осмоса увеличивается. В результате данные о производительности для системы обратного осмоса должны быть нормализованы, чтобы изменения потока не интерпретировались как аномальные, когда нет проблем.Нормализованные потоки, давления и удаление солей должны быть рассчитаны, построены в виде графика и сравнены с исходными данными (когда RO был введен в эксплуатацию или после того, как мембраны были очищены или заменены), чтобы помочь устранить любые проблемы, а также определить, когда чистить или проверять мембраны на предмет выявления неисправностей. наносить ущерб. Нормализация данных помогает отобразить истинную производительность мембран обратного осмоса. Как правило, когда нормализованное изменение составляет +/- 15% от базовых данных, вам необходимо принять меры. Если вы не следуете этому правилу, то очистка мембран обратного осмоса может оказаться не очень эффективной для возвращения мембран к почти новым характеристикам.

Очистка мембраны обратного осмоса

Мембраны

обратного осмоса неизбежно потребуют периодической очистки от 1 до 4 раз в год в зависимости от качества питательной воды. Как правило, если нормализованный перепад давления или нормализованный проход соли увеличился на 15%, то пора очистить мембраны обратного осмоса. Если нормализованный поток пермеата снизился на 15%, то также пора очистить мембраны обратного осмоса. Вы можете очистить мембраны обратного осмоса на месте или попросить их удалить из системы обратного осмоса и очистить за пределами объекта в сервисной компании, которая специализируется на этой услуге.Было доказано, что очистка мембран за пределами площадки более эффективна для обеспечения лучшей очистки, чем очистка салазок на месте.

Очистка мембраны

RO включает очистители с низким и высоким pH для удаления загрязнений с мембраны. Накипь устраняется с помощью очистителей с низким pH и органических веществ, коллоидные и биообрастающие вещества обрабатываются очистителем с высоким pH. Очистка мембран обратного осмоса — это не только использование соответствующих химикатов. Есть много других факторов, таких как потоки, температура и качество воды, правильно спроектированные и рассчитанные на очистные устройства и многие другие факторы, которые должна учитывать опытная группа обслуживания, чтобы правильно очистить мембраны обратного осмоса.

Резюме

Обратный осмос — это эффективная и проверенная технология производства воды, которая подходит для многих промышленных применений, требующих деминерализованной или деионизированной воды. Дальнейшая последующая обработка после системы обратного осмоса, такая как деионизация в смешанном слое, может повысить качество пермеата обратного осмоса и сделать его пригодным для самых требовательных применений. Правильная предварительная обработка и мониторинг системы обратного осмоса имеют решающее значение для предотвращения дорогостоящего ремонта и внепланового обслуживания.При правильной конструкции системы, программе технического обслуживания и квалифицированной сервисной поддержке ваша система обратного осмоса должна обеспечивать долгие годы воды высокой чистоты.

.

Что такое обратный осмос? | Каллиган Уотер

Если вы хотите вывести свою систему фильтрации воды на новый уровень, не ищите ничего, кроме обратного осмоса. Возможно, вы прямо сейчас почесываете голову, задаваясь вопросом, что такое обратный осмос и какое отношение он имеет к моей воде? Давайте объясним, как это работает, и рассмотрим преимущества воды обратного осмоса.

Как работает обратный осмос?

Давайте начнем с опреснения, которое представляет собой процесс удаления соли из морской воды.Чтобы отделить воду от соли и сделать ее безопасной для питья, она должна пройти процесс обратного осмоса. Обратный осмос происходит, когда к высококонцентрированному раствору (в данном случае соленой воде) прикладывается давление, чтобы пройти через мембрану в раствор с более низкой концентрацией. Этот процесс оставляет более высокую концентрацию растворенного вещества (соли) с одной стороны и только растворителя (пресная вода) с другой. Все сводится к более чистой и чистой воде. Тот же метод обратного осмоса может применяться для удаления других минералов, веществ, молекул и примесей из воды, протекающей по всему дому.

Почему важен обратный осмос?

Когда дело доходит до фильтрации воды и получения питьевой воды самого высокого качества, обратный осмос действительно может иметь значение. Системы обратного осмоса помогают удалять минералы, которые могут вызвать жесткую воду, бактерии, отложения и другие загрязнения. У воды обратного осмоса много преимуществ. Например, когда вы пьете воду обратного осмоса, вы можете свести к минимуму риск питьевой воды, которая может содержать свинец, мышьяк или хлор, поскольку система обратного осмоса может помочь эффективно удалить эти загрязнения.

Системы фильтрации обратного осмоса компании Culligan

В компании Culligan мы стремимся предоставить нашим клиентам решения по фильтрации воды, которые позволят им максимально эффективно использовать воду. Итак, можете поспорить, что наша фильтрация обратного осмоса стала наукой. Мы разработали запатентованные мембраны обратного осмоса для наших систем фильтрации обратного осмоса. Компания Culligan предлагает различные многоступенчатые системы фильтрации с обратным осмосом, включая усовершенствованную систему питьевой воды Aqua-Cleer, машину для получения хорошей воды AC-30 и системы водоснабжения предпочтительной серии.

.

Обратный осмос | FDA

[Предыдущая глава] [Содержание] [Следующая глава]

ОТДЕЛЕНИЕ. ЗДРАВООХРАНЕНИЯ, ОБРАЗОВАНИЯ И
СЛУЖБА БЛАГОПОЛУЧИЯ ОБЩЕСТВЕННОГО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ
АДМИНИСТРАЦИЯ ПРОДУКТОВ И НАРКОТИКОВ
* ORA / ORO / DEIO / IB *

Дата: 10-21-80 Номер: 36
Смежные программные области:
Лекарства, медицинские приборы и средства диагностики
Продукция

ITG ТЕМА: ОБРАТНЫЙ ОСМОС

Введение

Обратный осмос (RO) известен уже более века, но он не стал коммерческим процессом до начала шестидесятых годов, когда была разработана специальная мембрана (1,2,3,4).Поскольку RO работает при сравнительно низкой температуре и относительно энергоэффективен, он используется в различных приложениях, например, при опреснении, очистке сточных вод, утилизации минералов, концентрации сыворотки и других пищевых продуктов и очистке воды (5,6 ). В последние годы RO все чаще используется в производстве обработанной воды для диализа в больницах, а также для изготовления некоторых косметических средств и лекарств фармацевтическими производителями (7,8). В дополнение к этим применениям, RO может производить воду достаточной чистоты для использования в качестве воды для инъекций (WFI) и для приготовления парентеральных растворов (9,10,11,12).Этот ITG будет посвящен химическому и микробиологическому качеству воды, полученной с помощью обратного осмоса.

Определение и принцип действия

Обратный осмос — это процесс, в котором используется мембрана под давлением для отделения относительно чистой воды (или другого растворителя) от менее чистого раствора. Когда два водных раствора разной концентрации разделены полупроницаемой мембраной, вода проходит через мембрану в направлении более концентрированного раствора в результате осмотического давления (рис. 1).Если к концентрированному раствору приложить противодавление, достаточное для преодоления осмотического давления, поток воды изменится на противоположный (рис. 2).

Молекулы воды могут образовывать водородные связи в мембране обратного осмоса и вписываться в матрицу мембраны. Молекулы воды, которые проникают в мембрану за счет водородных связей, могут проходить сквозь нее под давлением. Просеивается большинство органических веществ с молекулярной массой более 100, то есть масла, пирогены и частицы, включая бактерии и вирусы (13).

Ионы соли, с другой стороны, отвергаются механизмом, связанным с валентностью иона. Ионы отталкиваются диэлектрическими взаимодействиями; ионы с более высоким зарядом отталкиваются на большее расстояние от поверхности мембраны. Одновалентные ионы, такие как ионы хлорида, не будут отбрасываться так же эффективно, как, например, двухвалентные ионы сульфата. Номинальное отклонение обычных ионных солей составляет 85-98%.

Мембрана

Большинство коммерчески производимых мембран обратного осмоса изготовлено из ацетата, полисульфоната и полиамида целлюлозы.Для определенных целей также доступны многие другие типы мембран, изготовленные из одного полимера или сополимера. Мембрана состоит из кожи около 0,25 мкм и опорного слоя около 100 микрон. Кожа является активным барьером и в первую очередь пропускает воду.

Обычно используются два типа конструкции обратного осмоса: 1. спиральная намотка — листы мембраны, зажатые сетчатыми прокладками, соединяются и наматываются вокруг трубки пермеата; и 2. полое волокно. Любой из этих модулей собран в корпусе высокого давления.Схемы этих двух типов мембранных модулей (пермеаторов) показаны ниже (рисунки 3 и 4).

ОБЩИЕ ТИПЫ МОДУЛЕЙ RO (ПЕРМАТОРЫ)

Эксплуатация

Типичная система обратного осмоса показана на блок-схеме (Рисунок 5) (размер изображения 11 КБ). Исходная вода после регулирования pH проходит через предварительный фильтр и перекачивается в мембранные модули под расчетным давлением. Затем полученная вода перекачивается в резервуар для хранения, а концентрат сливается (6).Большинство установок обратного осмоса с мембраной из ацетата целлюлозы рассчитаны на работу при температуре от 55 до 86 F (от 13 до 30 ° C). На практике подаваемая вода может проходить любую или комбинацию нескольких из следующих предварительных обработок: песчаный слой, хлоратор и накопительный резервуар, антрацитовый фильтр, фильтр с активированным углем, дегазатор, микрофильтр, нейтрализатор и деионизатор, в зависимости от состояния питательной воды и желаемого качества воды для продукта. Поскольку условия воды могут время от времени меняться, необходимо обеспечить соответствующую предварительную обработку, чтобы можно было контролировать растворенные твердые вещества и уровень бактерий в исходной воде после предварительной фильтрации в установленных пределах.Два последовательно подключенных модуля обратного осмоса следует рассматривать для парентеральных растворов, главным образом для снижения содержания одновалентных ионов и бактериальных загрязнителей.

РИСУНОК 5 ПОТОК-СХЕМА СИСТЕМЫ ОБРАТНОГО ОСМОЗА

(размер изображения 11 КБ)

Основной проблемой в операционных системах обратного осмоса является концентрационная поляризация или загрязнение, которое представляет собой постепенное накопление отбракованных растворенных веществ на стороне подачи, непосредственно примыкающей к мембране. Цикл промывки часто используется для уменьшения скоплений.Конструкция со спиральной намоткой менее подвержена загрязнению, чем конструкция блока из полых волокон. Срок службы мембранного модуля составляет в среднем два-три года. Процедура отключения в нерабочее время должна обеспечивать поддержание минимального расхода и рабочего давления с установленным по времени внутренним циклом промывки.

Качество воды для обратного осмоса

Количество растворенных твердых частиц в воде, полученной путем обратного осмоса, составляет приблизительно постоянный процент от количества в исходной воде.Например, когда исходная вода содержит 300 частей на миллион растворенных твердых веществ (TDS), вода в продукте может иметь от 15 до 30 частей на миллион (95% и 90% степень отклонения соответственно). Конструкция системы обратного осмоса основана на определенном диапазоне TDS питательной воды, желаемом проценте отказов и проценте регенерации. Для данной системы, чем выше процент восстановления или меньше процент брака, тем хуже становится качество получаемой воды. Система очистки воды обратным осмосом с деионизатором и / или несколькими модулями, соединенными последовательно, может производить воду, содержащую менее 0.1 ppm TDS (удельное сопротивление около 1 МОм-см). Определяя воду для парентерального использования, Remington’s Pharmaceutical Sciences подчеркивает, что помимо соответствия стандартам пирогена USP, существует несколько приемлемых уровней общего содержания твердых веществ, которые можно использовать для оценки или оценки качества воды в продукте для конкретных применений. Монография Фармакопеи США ограничивает общее содержание твердых веществ до 10 частей на миллион для WFI. Однако, чтобы предотвратить влияние проблем со стабильностью на производство, производители парентеральных лекарств обычно устанавливают предел 0.1 PPM или менее ионных примесей (14).

Сообщалось, что бактерии могут «расти» через мембраны. Механизм прохождения бактерий через мембрану обратного осмоса неизвестен, и не существует корреляции между испытанием мембраны на утечку красителя и ее эффективностью удержания бактерий. Исследователи Центра контроля заболеваний (CDC) провели обширные исследования бактериального загрязнения систем обратного осмоса, используемых при производстве очищенной воды для диализа (15). Они сообщили: 1. Некоторые природные грамотрицательные бактерии могут размножаться в относительно чистой воде обратного осмоса; 2.тщательная периодическая дезинфекция всей системы обратного осмоса важна для получения воды с приемлемым количеством бактерий; 3. Застойная вода в трубах ниже мембраны является основным источником бактерий и эндотоксинов в воде продукта; и 4. эффективность мембраны в отражении бактерий выше при непрерывной работе, чем при периодической эксплуатации.

Модульные установки обратного осмоса с производительностью от нескольких до нескольких сотен галлонов в день теперь доступны от нескольких производителей.Эти агрегаты при правильной эксплуатации могут производить воду, соответствующую химическим, микробиологическим и пирогенным тестам WFI в соответствии с USP XX.

Технические требования к системе обратного осмоса

Несколько основных технических требований к системе обратного осмоса:

• Уровень pH питательной воды должен быть отрегулирован, и ее необходимо предварительно отфильтровать. Количество TDS и взвешенных веществ в питательной воде после предварительной фильтрации следует контролировать в установленных пределах.
• Необходимо контролировать микробиологическое качество исходной воды и производственной воды.Систему следует дезинфицировать при превышении микробиологического уровня качества.
• Перед дезинфекцией все компоненты системы необходимо очистить механически. Необходимо провести соответствующие тесты, чтобы убедиться, что химические вещества, используемые при дезинфекции, полностью удалены из системы.
• Следует избегать использования фильтров или ионообменников после модулей обратного осмоса.
• Система обратного осмоса должна быть рассчитана на непрерывный поток без ловушек, тупиков и участков труб, в которых может собираться застойная вода.
• Химическое и микробиологическое качество воды следует проверять через определенные промежутки времени в течение производственного цикла. Проточные датчики электропроводности следует устанавливать в ключевых точках для непрерывного контроля качества воды.
• Оборудование должно быть аттестовано, а система обратного осмоса должна периодически проходить валидацию, а также эксплуатироваться и обслуживаться в соответствии с инструкциями производителя, чтобы она могла постоянно производить воду приемлемого качества.

Список литературы

1. Грегор, Х.П. и Грегор, C.D., «Технология синтетических мембран», «Сайентифик Америкэн», июль 1978 г.,
2. Сурираджан, С., Обратный осмос, Logos Press, Лондон; Academic Press, New York, N.Y., 1970.

.

3. Каргер, Барри Л. и др. Введение в науку о разделении. Нью-Йорк: Wiley, 1965.

.

4. Londale, H. и Podall, T., Ed. Мембранные исследования обратного осмоса. Нью-Йорк: Plenum Press, 1972.
5. Элиас, С., «Обработка мембран», Пищевая инженерия. Октябрь 1979 г.
6. Лэйси, Р.E., «Процесс разделения мембраны», Chem. Eng., Сентябрь 1972 г.
7. Datta, R. et al. «Концентрация антибиотиков с помощью обратного осмоса», «Биотехнология и биоинженерия» XIX, 1419–1429, 1977 г.
8. Фаверо, М.С., Петерсон, Н.Дж. и др. «Грамотрицательные водные бактерии в системах гемодиализа», Health Laboratory Science, Vol. 12. № 4. 1975.
9. Клумб, Г. Х., «Обратный осмос — процесс очистки воды для парентерального введения», Бюллетень Парентеральной ассоциации лекарственных средств, Vol.29. № 5. 1975.
10. Фрит, К. Ф., Доусон, Ф. У. и Сэмпсон, Р. Л., «Вода для инъекций USP XIX путем обратного осмоса», Бюллетень Парентеральной ассоциации лекарственных средств, Vol. 30, № 2, 1976.
11. Хоаг, Селвин Б. и Уильям Ф. Алберн. «Обратный осмос: экономичное производство качественной воды», инженер-сантехник, май-июнь 1977 г.
12. Джуберг, Дональд Л. «Применение обратного осмоса для производства воды для инъекций», Бюллетень Парентеральной ассоциации лекарственных средств 31: 70-78, март-апрель 1977 г.
13. Белфорт, Г., Ротем, Ю. и Каценельсон, Е., «Концентрация вируса с использованием мембран из полого волокна», Water Research, Vol. 9, 1975.
14. Osol, Arthur, Ed. Remington’s Pharmaceutical Sciences, 16-е издание, Easton, Penn: Mack, 1980.
15. Петерсон, Н. Дж. И др. Ежеквартальные отчеты, апрель-июнь 1976 г., июль-сентябрь. 1977. HHS, PHS, CDC, Phoenix, Lab. Div., Феникс, Аризона.

[Предыдущая глава] [Содержание] [Следующая глава]

.