Для эффективной работы бытовых систем очистки воды на основе обратного осмоса существует весьма важное требование — это минимум давления в системе водоснабжения, от которого зависит стабильность функционирования фильтра.
Принцип работы обратного осмоса
Осмос (или, как его еще называют, осмотическая система или мембранная система очистки воды) — это термин, которым обозначают одну из самых распространенных технологий фильтрации воды, используемую для достижения высокой эффективности очистки. Это название происходит от изучаемых в природе процессов, при которых вода проходит через различные среды.
В естественной среде вода проникает через различные грунты и пласты — она проходит через такие материалы как торф, песок, суглинок, камни, гравий и соляные отложения. В процессе ее движения потоки смешиваются, вода подвергается нагреванию, замерзанию и испарению.
Системы обратного осмоса действуют по схожему принципу: вода движется через несколько этапов, каждый из которых очищает ее на все меньшие уровни загрязнений.
В осмос самое главное — это мембрана
Представьте себе, например, некую пластину, выполненную из плотного материала. На ее поверхности мы наливаем обычную водопроводную воду, в которой содержится множество лишних примесей, таких как тяжелые металлы и молекулы магния и кальция.
Материал этой пластины имеет микропоры, размеры которых сопоставимы с размерами молекул воды. Молекулы воды очень малы, в то время как молекулы различных загрязняющих веществ значительно крупнее и не могут проникнуть через такие микропоры.
Таким образом, через эту пластину смогут проходить только молекулы воды, оставляя все загрязняющие вещества на поверхности пластины. Это и есть суть процесса очистки воды с помощью технологии обратного осмоса — она обеспечивает фильтрацию загрязнений на молекулярном уровне.
Следует отметить, что бактерии и вирусы состоят из молекул, что означает, что даже самые мелкие вирусы не могут преодолеть барьер, созданный плотной структурой фильтрующего материала.
Для очистки воды применяются обратноосмотические мембраны, которые можно представить как ту же самую пластину, но свернутую в рулон. Области их применения так обширны, что современная жизнь практически невозможна без их использования. Они используются для очистки воды в домашних условиях, для аквариумов, в лабораторных исследованиях, различных отраслях промышленности и даже в военных целях при получении питьевой воды в условиях океана.
Предварительно фильтруемая жидкость проходит через фильтр грубой очистки, изготовленный из термопластичного полимера. Этот фильтр предназначен для удаления из водного раствора посторонних частиц размером до 0,5 мм.
Системы обратного осмоса прекрасно справляются с задачей удаления растворенных минеральных солей. Очистка воды обратным осмосом позволяет удалить от 90 до 98 % неорганических соединений. Мембраны эффективно фильтруют органические вещества, молекулы которых значительно превышают размеры молекул минеральных солей. Соединения с молекулярной массой выше 150 Da исключительно эффективно удаляются из воды на 100 %. Вероятность проникновения через фильтр бактерий и вирусов практически равна нулю, кроме случаев, когда мембрана механически повреждена.
Таким образом, очищенная вода, полученная на исправно функционирующей установке, не требует кипячения или добавления дезинфицирующих веществ для обеспечения ее безопасности.
Однако встает вопрос: что именно очищает обратный осмос? Задерживается ли все без исключения на мембранах? Следует отметить, что обратноосмотические мембраны свободно пропускают растворенные двухатомные газы — такие как кислород, азот и водород.
Процесс очистки с помощью обратного осмоса может быть применен к воде с общей минерализацией в диапазоне от 3 до 20 г/л, мутностью до 5 ЕМФ и перманганатной окисляемостью до 3 мгО2/л. В дополнение к этому, некоторые производители мембран требуют, чтобы исходная вода не содержала сильных окислителей, таких как свободный хлор и озон, а также двухвалентного железа.
В чем суть обратного осмоса
Обратный осмос воды — это процесс, который приводит к получению чистой питьевой и технической воды. Установки обратного осмоса находят применение в различных сферах:
- На гидроэлектростанциях (ГЭС), тепловых и атомных электростанциях (ТЭЦ, АЭС);
- В жилищно-коммунальном хозяйстве для водоснабжения объектов первой категории;
- В научно-исследовательских лабораториях, включая оборонные комплексы;
- Для индивидуального водоснабжения.
Для чего нужна установка обратного осмоса
Основные направления применения установок обратного осмоса заключаются в очистке воды с целью снижения общей минерализации, а также в опреснении солоноватых вод. Фильтр обратного осмоса служит одной из стадий предварительной подготовки для получения ультраочищенной воды, необходимой в электронной промышленности, медицине и теплоэнергетике.
При этом еще одним направлением использования обратного осмоса является получение концентратов, что широко применяется в пищевой промышленности. Например, сгущенное молоко или концентрированные соки производятся именно путем обратного осмоса.
Существует популярное, но совершенно ошибочное мнение о том, что вода, прошедшая через этот процесс, становится совершенно бесполезной. На самом деле она становится лишь чуть более слабоминерализованной, что делает ее идеально пригодной для употребления. В процессе очистки удаляются исключительно вредные компоненты, такие как тяжелые металлы, фенольные соединения, хлор, а также вирусы и бактерии.
Метод обратного осмоса для очистки воды: что это такое, в чем суть
Результатом работы фильтров, функционирующих по принципу обратного осмоса, становится чистая H2O, которая не содержит характерных минеральных примесей, в том числе вредных для здоровья человека. Эти фильтрующие установки активно используются в самых различных областях:
- На энергетических станциях (ТЭЦ, ГЭС, АЭС и прочих);
- Для обеспечения водным раствором объектов жилищно-коммунального хозяйства первой категории;
- В научно-исследовательских лабораториях и на различных оборонных предприятиях;
- Для комплексов водоснабжения индивидуального пользования.
Различия прямого и обратного осмоса
Принципы естественного осмотического процесса, как известно, лежат в основе жизнедеятельности всех живых организмов на Земле. Например, клеточная структура как животных, так и растений использует необходимые микроэлементы для осуществления водно-солевого обмена.
Чтобы было более понятно, опишем этот процесс следующим образом:
- Представьте себе сосуд, в котором посередине расположена мембранная сетка. С одной стороны находится концентрированный солевой раствор, а с другой — чистая жидкость.
- При данной конфигурации вода без примесей будет проходить через полупроницаемую мембрану, разбавляя находящуюся в соседнем отделении смесь, содержащую соли.
- Данный процесс разбавления будет продолжаться до момента, пока осмотическое давление не станет равным гидростатическому. После этого система придет в равновесие. Обратный фильтр активно поддерживает это уравновешивание различных составов.
В отличие от топорных принципов естественного осмоса, обратный осмос активируется под воздействием гидростатического давления, которое помогает раствору пройти через фильтрующую мембрану и перейти в отделение сосуда с очищенной жидкостью.
Таким образом, мембрана, выполняя роль фильтра, пропускает молекулы воды, но задерживает растворенные в ней загрязнения и микроорганизмы. Именно на этом свойстве основывается принцип работы фильтрации, применяемый как в промышленных установках, так и в бытовых очистных системах.
Не забывайте ознакомиться с инструкцией к приобретенному фильтру. Убедитесь, что он обеспечивает все степени очистки воды.
Метод обратного осмоса, судя по названию, представляет собой обратный процесс, при котором, создавая давление в воде, насыщенной солями и примесями, мы принуждаем молекулы воды H2O пройти через полупроницаемую мембрану, тем самым получая исключительно чистую воду без каких-либо примесей.
Чтобы лучше понять этот процесс, представьте себе, как устроено обычное сито, применяемое для просеивания, например, муки. Мембрана обратного осмоса соответствует «ситу», только ячейка здесь очень мала, только чуть больше, чем молекула воды H2O.
Теперь обратите внимание на основное отличие системы обратного осмоса от обычного фильтра для воды: молекулы воды свободно проходят через ячейки «сита», а оставшиеся примеси «сваливаются» в канализацию. Это простая, но весьма гениальная концепция, соответствующая многим природным явлениям!
Такой принцип действия имеет место быть во всех живых организмах на нашей планете. В результате этой очистки вы получаете чистую питьевую воду, а «сетка» мембраны не забивается «мусором».
Мембрана, выступающая в роли «сита» в системе обратного осмоса, представляет собой высокотехнологичную полупроницаемую тонкопленочную мембрану, которая является «сердцем» и основным компонентом системы. Мембрана изготовлена из специализированной полимерной пленки, свёрнутой в рулон.
Обратный осмос — это естественный процесс, суть которого заключается в разделении молекул воды от растворенных в ней веществ с помощью мембраны. Благодаря этому процессу из воды почти полностью (на 99%) удаляются органические и неорганические соединения, микроорганизмы, соли металлов, нитраты, пестициды, аллергены и прочее. Проходят лишь молекулы воды, способные преодолеть мембранный барьер. Очищенная питьевая вода проходит через мембрану, а загрязненная сливается в дренаж, что позволяет поддерживать чистоту поверхности мембраны.
На сегодняшний день метод обратного осмоса является одним из самых эффективных и экономичных способов получения чистой и безопасной для здоровья питьевой воды. Перед мембраной размещены несколько предфильтров (обычно 2 или 3), которые предназначены для защиты мембраны от неблагоприятных примесей, которые могут повредить ее.
Reverse osmosis
Вода после обратного осмоса
Множество людей, пробовавших воду, очищенную системой обратного осмоса, отмечают, что ее вкус очень приятен — он легкий, свежий и не содержит посторонних привкусов. Напитки, приготовленные на чистой воде, обретают уникальный ВКУС. Например, начинаете замечать тонкие вкусовые различия различных сортов чая.
При употреблении мягкой воды, свободной от солей кальция, останавливаются процессы образования камней в почках, а уже накопленный «песок» и «камни» начинают постепенно растворяться. Стенки сосудов, а также базальные мембраны эпителия, начинают освобождаться от лишнего «цемента» — кальция. pH крови начинает сдвигаться в кислую сторону, что положительно сказывается на множестве метаболических процессов: улучшается поступление кислорода ко всем клеткам организма, поскольку связь кислорода с гемоглобином ослабляет и артериальная кровь поставляет больший процент кислорода клеткам. Это также имеет положительные последствия: усиливается синтез интерферона, который является первичной защитной функцией организма; клетки мозга начинают работать более эффективно; в целом состояние нервной системы улучшается. Стволовые клетки, получая достаточно кислорода, не переходят на анаэробные альтернативы, благодаря чему их митохондрии стабильно получают кислород, что снижает риск появления онкологических заболеваний.
Это всего лишь небольшая часть положительных изменений, происходящих в организме, когда мы начинаем пить чистую воду.
Пользу чистой, мягкой воды, свободной от солей и примесей, подтверждают жители высокогорных регионов России, среди которых больше всего долгожителей планеты. Вода в горных ручьях, как известно, максимально близка по составу и чистоте к воде, полученной через обратный осмос.
Дополнительные сведения о качестве воды из горного ручья можно узнать из статьи «Измеряем качество воды в Альпийском горном ручье.»
Статьи, утверждающие, что вода после обратного осмоса якобы не имеет полезных свойств, на деле являются лишь маркетинговым мифом. Талая мягкая вода из высокогорных рек или очищенная вода из системы обратного осмоса не «вымывает» кальций, а, напротив, способствует тому, что наш организм очищается от избыточных шлаковых солей, включая соли кальция.
Бытовая техника прослужит значительно дольше, так как мембранная очистка снижает жесткость воды до 99%. При использовании воды, полностью свободной от солей жесткости, а также железа (что достигается посредством обезжелезивания), нагревательные элементы и насосы будут работать в течение долгих лет, не страдая от образовавшихся отложений кальция. Например, в чайниках полностью исчезает проблема накипи.
Фильтры обратного осмоса способны очистить любую воду, превращая ее в здоровую питьевую. Не откладывайте, закажите фильтр обратного осмоса — начните свой путь к оздоровлению уже сегодня!
Если вам понравилась статья, поделитесь ею в социальных сетях, нажав на иконку ниже, и получите цифровой TDS-тестер воды в подарок!*
© В соответствии со ст. 1270 Гражданского кодекса Российской Федерации, полное или частичное копирование данной статьи, а также ее републикация допустима только с согласия автора.
