Что такое обратный осмос и так ли он полезен
При первом упоминании об очистке питьевой воды в любом магазине сантехники вам сразу предложат купить фильтр обратного осмоса. Разбираемся, насколько эффективна эта технология и сколько внимания потребует техника при постоянном использовании.
Медики, диетологи, спортивные тренеры — все эти специалисты расходятся в отношении чисел, но единодушны в утверждении, что человеку каждый день необходимо определенное количество чистой воды. Это аксиома, от которой зависит наше здоровье в долгосрочной перспективе и хорошее самочувствие уже сегодня.
Вода, которую поставляют в квартиры и дома городские коммунальные службы, соответствует санитарным нормам, но сложно назвать ее полностью безопасной и оптимально подходящей для употребления в пищу. По этой же причине жители приобретают фильтры для питьевой воды, постепенно переходя от простых кувшинов к проточным установкам, подключенным напрямую к водопроводу.
Действительно всенародную популярность приобрели фильтры, работающие по принципу обратного осмоса. С каждым годом продажи такой техники только возрастают, и всё больше людей доверяют ей здоровье своих близких.
Разбираем принцип работы
Обратный осмос был открыт еще в 1953 году американскими учеными. Этот эффект основан на том, что при прохождении неочищенной воды сквозь полупроницаемую мембрану удаляются любые примеси крупнее 1 нм (миллиардная доля метра), включая ионы солей. Так исходный материал для экспериментов — ацетилцеллюлоза — пропускала через себя исключительно молекулы воды, размер которых не превышает 0,28 нм.
Сейчас способ очистки обратным осмосом позволяет на выходе получить продукт, в котором нет больше ничего, кроме, собственно, самой воды. Поры мембраны в 200 раз меньше известных науке вирусов и в 4000 раз меньше бактерий. Метод настолько надежен, что европейские, американские и японские фармакологические компании используют его для производства воды для инъекций.
Ключевым условием реализации технологии выступает наличие достаточно высокого давления, которое и способствует проходу жидкостной среды сквозь мембрану в определенном направлении.
Так в лабораторных условиях минимально допустимым давлением будет 0,8 bar. Процесс фильтрации запустится, но его производительность будет недостаточной, чтобы заявить об эффективной работе техники. Бытовые фильтры работают в диапазоне 3,5-5 bar, промышленные установки — 12-16 bar, а аппараты, предназначенные для опреснения морской воды, требуют давления в 40-70 bar.
Основными параметрами мембраны выступают три показателя:
- селективность (избирательность) — непосредственное умение пропускать только молекулы воды, задерживая всё остальное;
- проницаемость — зависит от степени загрязненности приемной поверхности мембраны, на которой в процессе фильтрации понемногу скапливаются «непропущенные» элементы;
- выход фильтрата — отношение выхода чистой воды к общему объему поставленной на очистку жидкости.
Весьма удобной особенностью процесса обратного осмоса выступает отсутствие всяческих фазовых превращений. Вода остается в первичном жидком состоянии, она не превращается ни в лед, ни в пар. Это в значительной степени упрощает реализацию технологии.
Но для столь чувствительного элемента, как полупроницаемая мембрана, актуальны и собственные специфичные проблемы:
- концентрационная поляризация (накопление ионных примесей в примембранном слое);
- размягчение материала при температуре свыше +40°С;
- постепенное окисление материала кислородом и хлором;
- загрязнение отложениями нерастворимых солей.
С учетом этого мембрану в фильтрах приходится периодически менять, производить плановую техническую промывку всей системы и использовать аппарат исключительно для очистки холодной воды.
Чтобы максимально снизить нагрузку на обратноосмотическую мембрану и тем самым повысить ресурс ее использования, перед заходом воды на такое устройство устанавливают еще несколько фильтров более грубой очистки. Они справляются с удалением крупных загрязнений, взвеси и органических примесей, а мембрана уже доводит продукт до идеала.
Условная простота метода обратного осмоса открывает огромные перспективы для его использования на всех уровнях деятельности человека. Такие фильтры применяют на ТЭС при очистке сточных вод с градирен, на морских судах для получения пресной воды, в производстве медицинских препаратов и косметики, на пивоваренных и ликероводочных заводах. А теперь компактные установки фильтрации появились и в квартирах.
Из чего состоят обратноосмотические фильтры
Современные бытовые установки по очистке воды обратным осмосом имеют сборную конструкцию из нескольких автономных узлов. Сами компоненты системы можно условно разделить на непосредственно фильтры, расставленные последовательно по принципу «от простого к сложному», вспомогательные устройства и сантехническую арматуру.
В домашний комплект входят:
- пред-фильтр с картриджем грубой очистки;
- фильтр с гранулированным активированным углем;
- фильтр с прессованным активированным углем;
- полупроницаемая мембрана;
- пост-фильтр с прессованным активированным углем;
- накопительный бак для фильтрата (очищенной воды);
- смеситель на раковину;
- переходники, муфты, шаровые краны;
- гибкий трубопровод.
Фильтры с активированным углем могут быть заменены на устройства, работающие по принципу катионного и анионного обмена.
Опционально в систему встраивают также:
- помпу (насос) для повышения давления;
- УФ-лампу для обеззараживания воды;
- минерализатор.
Следует отметить, что для всех бытовых моделей характерна модульная конструкция: каждый узел можно разобрать и при необходимости заменить. Это связано с тем, что картриджи фильтрующих элементов имеют различный ресурс, и замена комплектующих происходит по отдельности, а не одним общим заходом.
Владельцы коттеджей и просторных загородных домов не обходятся компактными домашними фильтрами для воды с обратным осмосом, предпочитая более производительные установки — полупромышленного типа. Подобная машина может насчитывать одну, две или даже три ступени обратного осмоса, и ее мощности хватит не просто на производство питьевой воды, но и на обслуживание всей сети сантехники, включая душ, ванну и стиральную машинку.
Сборка таких аппаратов включает:
- коробчатый корпус-шкаф (вертикальной или горизонтальной компоновки);
- мембрана в корпусе из нержавеющей стали или специального упрочненного пластика;
- магистральный фильтр, способный улавливать загрязнения до 5 мкм габарита;
- насос;
- электромагнитный клапан;
- манометры, следящие за давлением в системе;
- ротаметры, необходимые для контроля за расходом воды;
- щит управления.
В ряде случаев установку дополнительно комплектуют накопительным баком и мойкой для химической промывки мембран. Последний узел в автоматизированном цикле выполняет ту же операцию, которую владельцы маленьких домашних фильтров производят вручную, раз в месяц добавляя в систему специальную таблетку с активным хлором.
Преимущества в сравнении с другими фильтрами
- Доступность. В продаже — огромный ассортимент моделей на любой вкус, от всемирно известных брендов до устройств локального российского производства. Так, к примеру, полюбившиеся россиянам марки «Гейзер» и «Аквафор» отвлеклись от изготовления фильтров-кувшинов и добавили компактные многоузловые фильтры обратного осмоса в линейку своей продукции.
- Комплексная очистка от простого к сложному. Современные системы укомплектованы сразу несколькими фильтрами. Они последовательно очищают воду, воздействуя на жидкость при помощи различных технологий. На выходе потребитель получает продукт максимального уровня очистки — только вода, ничего больше. Такой подход позволяет даже откровенно непригодную к употреблению воду превратить в питьевую.
- Устранение органических угроз. Конструкция мембраны обратного осмоса не позволяет проникнуть в готовый фильтрат ни вирусам, ни бактериям. Это особенно важно, если вы задумываетесь об установки фильтра для семьи с маленькими детьми и людям с ослабленным иммунитетом.
- Максимальное понижение жесткости. Это происходит за счет полного отсечения ионов солей и металлов. Возможности современных систем обратного осмоса позволяют привести к нормальному уровню даже шахтные воды, которые не рискуют использовать и в качестве технических теплоносителей из-за их высокой жесткости.
- Ремонтопригодность. Покупка сменных картриджей и замена комплектующих не вызывают никакого труда. Даже между разными производителями действуют определенные нормы унификации, и обслуживание техники не будет проблемой. Устанавливая фильтр обратного осмоса, можно не волноваться, что уже через пару лет придется приобретать новый из-за отсутствия запчастей.
Недостатки и вред организму человека
- Высокая стоимость. По сравнению с покупкой копеечного фильтра-кувшина, в котором сменный картридж нужно менять каждые два месяца, установка устройства обратного осмоса достаточно ощутимо ударит по карману. Простейшие бытовые модели стоят не так дорого, но всё равно куда выше аналогов. Полупромышленная стационарная техника, рассчитанная на большую производительность, потребует весьма существенных финансовых вложений. И не следует забывать, что одним только приобретением дело не ограничивается, а на замену фильтрующих элементов тоже регулярно понадобятся деньги.
- Необходимость в поддержании определенного уровня давления в системе. Низкий напор будет серьезной проблемой, не позволяющей устройству работать в нормальном режиме. Стандартный комплект узлов придется дополнять установкой помпы или насоса, что повлечет за собой дополнительные расходы на электроэнергию. Кроме того, если давление в водопроводе будет выше допустимого — ключевые компоненты системы будут изнашиваться быстрее, а значит, потребуется еще и установка редуктора на входе в фильтр.
- Повышенный расход воды. При очистке по методу обратного осмоса на 1 литр чистого продукта приходится от 3 до 8 литров концентрата, который уходит в слив. Это существенное повышение стоимости коммунальных услуг. Многие владельцы выводят слив в дополнительную емкость и используют концентрат для мытья полов или полива растений.
- Отсутствие в воде полезных микроэлементов. Это главный и весьма существенный недостаток обратного осмоса — «слишком» чистая вода, лишенная минеральных веществ, необходимых каждому человеку. Восполнение их недостатка только через пищу будет очень сложным. Поэтому часто систему фильтров дополняют установкой минерализатора, который полностью решает эту проблему.
Особенности монтажа бытовых обратноосмотических фильтров
Компактные домашние системы фильтрации чаще всего размещают под кухонной мойкой — прямо внутри тумбы, скрывая от посторонних глаз за фасадом.
Схема подключения основных узлов техники выглядит так:
- трубопровод холодной воды подключают к фильтру предварительной (грубой) очистки. Это первая колба из трех, установленных в ряд;
- от трех пред-фильтров гибкий трубопровод выводят на колбу с мембраной обратного осмоса;
- перед мембраной подключена водяная помпа;
- из мембраны есть два пути — фильтрат уходит в накопительный бак, а концентрат — в канализационный слив;
- из бака-накопителя гибкий трубопровод выводит на угольный пост-фильтр;
- пост-фильтр подключают к смесителю;
- если предусмотрена установка минерализатора, то выход из пост-фильтра разбивают на две ветки — одна идет прямо на смеситель, вторая — на минерализатор;
- уже непосредственно из минерализатора систему замыкают на смеситель.
Помните, что если вы делите продукт на просто очищенную и минерализованную воду, то понадобится двухходовой смеситель.
В точке подключения техники к сети холодного водоснабжения обязательно ставят шаровой кран. Он понадобится для перекрытия воды при обслуживании или замене устройства. Также полезным будет установить манометр, чтобы видеть реальную картину давления в системе, хотя этому правилу следуют далеко не всегда.
Заключение
Метод обратного осмоса иногда называют гиперфильтрацией. Очистка воды происходит на нано-уровне, что позволяет улавливать не просто какие-то мельчайшие примеси, но и бактерии, вирусы и даже ионы металлов. Готовый очищенный продукт содержит исключительно молекулы воды — и ничего больше.
Эту технологию открыли в середине прошлого века и долгое время использовали для различных отраслей промышленности и водоподготовки в особо сложных условиях. Сегодня приобрести компактный бытовой аппарат для собственной кухни может любой, а непосредственный монтаж по месту расположения займет не более часа.
Домашние фильтры обратного осмоса — это эффективный, простой и удобный в эксплуатации инструмент очистки питьевой воды. С каждым годом они становятся всё более доступным и в финансовом плане. А его единственный серьезный недостаток — полное отсутствие в воде любых минеральных веществ, как вредных, так и полезных — сполна компенсируется установкой минерализатора.
- Комментарии
- Вконтакте