Обратный осмос, системы обратного осмоса

КАТАЛОГ СИСТЕМ ПРОМЫШЛЕННОГО ОБРАТНОГО ОСМОСА

Процесс обратного осмоса, как способ очистки воды, используется с начала 60-х годов. Первоначально он применялся для опреснения морской воды. Сегодня по принципу обратного осмоса в мире производятся сотни тысяч тонн питьевой воды в сутки.

Совершенствование технологии сделало возможным применение обратноосмотических систем в домашних условиях. На настоящий момент в мире уже установлены тысячи таких систем. Получаемая обратным осмосом вода имеет уникальную степень очистки. По своим свойствам она близка к талой воде древних ледников, которая признается наиболее экологически чистой и полезной для человека. Информация об устройствах очистки воды на основе мембран обратного осмоса, предлагаемых группой компаний WATER.RU представлена в подразделе «Мембранные системы» раздела «Продукция».

Устройство и принцип действия мембранных систем обратного осмоса

Деминерализация исходной воды в обратноосмотическом модуле основана на принципе обратного осмоса – отделение деминерализованной воды от минерализованной через тонкопленочную полупроницаемую мембрану под давлением выше осмотического (баромембранный процесс), которое для заданных условий и типа применяемых мембран составляет от 8-12 bar для слабоминерализованных вод до 55 – 60 bar для морской воды. При таком давлении через поры синтетических композитных мембран проходят молекулы чистой воды и задерживаются гидратированные солеобразующие ионы: НСО3-, SO2-, С1-, Са2+, Mg2+, Na+, K+, Fe2+, Cu2+ и ряд других микроэлементов, имеющие значительно больший размер.

Следует иметь в виду, что полезная производительность модуля (по деминерализованной воде) не равна производительности насоса высокого давления, а всегда меньше, что в свою очередь зависит от температуры и ионного состава исходной воды – в основном от сульфатно-кальциевого соотношения и общей минерализации.

Установка обратного осмоса или мембранный модуль состоит из:

• патронного или мультипатронного фильтра тонкой очистки (тонкость фильтрации 5 мкм)
• насоса высокого давления
• мембранной группы
• средств автоматики и регулирующих элементов
• КИП
• пульта управления
• опорной рамной конструкции
• системы промывки мембранных элементов CIP

Чертежи вы можете посмотреть здесь.

Конструктивное исполнения установки обратного осмоса определяется качественным составом исходной воды, уровнем общего солесодержания и количеством мембранных элементов необходимых для получения требуемой производительности установки. По конструктивному исполнению можно выделить три основные группы установок. В основе конструктивного и компоновочного решения лежит способ организации мембранной группы, который, в свою очередь, определяет процентное отношение очищенной воды и концентрата.

К первой группе мы относим установки малой производительности ( от 0,1 до 5 куб.м/час).

Основным отличием установок этой группы является то, что один или несколько мембранных элементов установлены в одном напорном корпусе. Такое решение позволяет разрабатывать и изготавливать простые и не дорогие системы обратного осмоса. Компоновка установок может быть вертикальной, в случае использования одного мембранного элемента или горизонтальной, когда используется несколько элементов.

Ко второй группе мы относим установки малой и средней производительности и установки для солоноватой воды.

Для установок этой группы характерно то, что несколько мембранных элементов установлены в два, параллельно подключенные напорные корпуса. Такое решение позволяет разрабатывать и изготавливать более сложные системы обратного осмоса с высоким выходом очищенной воды. Установки этой группы способны работать на более соленых водах, включая морскую. Компоновка — горизонтальная. Количество корпусов в мембранной группе может быть кратное 2.

И, наконец, самая интересная и сложная, третья группа установок высокой производительности. Особенностью этих установок является то, что концентрат с основной группы подается на дополнительную группу мембран, чем достигается высокий процент выхода чистой воды с установки. Такое решение позволяет доводить отношение фильтрата к концентрату до 75%, что в конечном итоге уменьшает общее энергопотребление установки, сброс в канализацию и стоимость очищенной воды. Однако необходимо учитывать, что дополнительная группа мембранных элементов работает в более тяжелых условиях, чем основная, а это вынуждает принимать дополнительные меры по восстановлению или промывке мембран. В обратноосмотических системах, которые мы относим к третьей группе, реализуется более сложная технологическая схема, аппаратная часть и алгоритм управления установкой.

Основу любой обратноосмотической установки составляет несущая рама. Разработке рам мы уделяем особое внимание. Рама не только определяет внешний вид установки. но и обеспечивает прочность и жесткость конструкции и оптимальную компоновку системы, что создает удобство в эксплуатации, обслуживании и ремонте как всей системы в целом, так и отдельных ее компонентов. Мы проектируем раму с учетом особенностей каждого конкретного объекта и изготавливаем на специализированном предприятии. Мы применяем рамы из нержавеющей стали или станочного алюминиевого профиля, реже, окрашенные металлические конструкции. В зависимости от требований к изделию рама обязательно укомплектована регулируемыми по высоте опорами или, дополнительно, колесными опорами.

На раме смонтированы: многоступенчатый центробежный насос, мембранная группа, 5 мкм мультипатронный фильтр, запорный электромагнитный клапан, реле давления и обратный клапан система промывки мембран. На передней панели рамы размещены ротаметры чистой воды и концентрата, манометры измерения давлений входной воды и рабочего давления, регулировочный вентиль изменения рабочего давления в линии концентрата и шкаф управления установкой. На трубопроводе в линии входной воды перед насосом последовательно смонтированы: фильтр тонкой очистки 5 мкм, электромагнитный нормально-закрытый клапан, реле защиты насоса «по сухому ходу» и обратный клапан.

На трубопроводе в линии деминерализованной воды установлен предохранительный клапан, обеспечивающий аварийный сброс воды при давлении в линии деминерализованной воды выше 3 bar и датчик кондуктометра – измерителя удельной электропроводимости обессоленной воды.

Проточные части насоса выполнены из нерж.стали, проточные части клапана и реле давления выполнены из латуни, монтаж трубопроводов выполнен из полипропилена, арматура и фитинги выполнены из нерж.стали, латуни и бронзы.

Обратноосмотический модуль полностью агрегатирован и подключается в составе установки водоподготовки к трубопроводам исходной воды, деминерализованной воды и слива в канализацию. Пульт управления модуля подключается к линии 3-х фазного переменного тока 380 В/ 50 Гц.

Принцип действия

Осмос

Явление осмоса лежит в основе обмена веществ всех живых организмов. Благодаря ему в каждую живую клетку поступают питательные вещества и, наоборот, выводятся шлаки.

Явление осмоса наблюдается, когда два соляных раствора с разными концентрациями разделены полупроницаемой мембраной.

Эта мембрана пропускает молекулы и ионы определенного размера, но служит барьером для веществ с молекулами большего размера. Таким образом, молекулы воды способны проникать через мембрану, а молекулы растворенных в воде солей — нет.

Если по разные стороны полупроницаемой мембраны находятся солесодержащие растворы с разной концентрацией, молекулы воды будут перемещаться через мембрану из слабо концентрированного раствора в более концентрированный, вызывая в последнем повышение уровня жидкости. Из-за явления осмоса процесс проникновения воды через мембрану наблюдается даже в том случае, когда оба раствора находятся под одинаковым внешним давлением.

Разница в высоте уровней двух растворов разной концентрации пропорциональна силе, под действием которой вода проходит через мембрану. Эта сила называется «осмотическим давлением».

В случае, когда на раствор с большей концентрацией воздействует внешнее давление, превышающее осмотическое, молекулы воды начнут двигаться через полупроницаемую мембрану в обратном направлении, то есть из более концентрированного раствора в менее концентрированный.

Этот процесс называется «обратным осмосом». По этому принципу и работают все мембраны обратного осмоса.

В процессе обратного осмоса вода и растворенные в ней вещества разделяются на молекулярном уровне, при этом с одной стороны мембраны накапливается практически идеально чистая вода, а все загрязнения остаются по другую ее сторону. Таким образом, обратный осмос обеспечивает гораздо более высокую степень очистки, чем большинство традиционных методов фильтрации, основанных на фильтрации механических частиц и адсорбции ряда веществ с помощью активированного угля.

Примечание

В системах обратного осмоса бытового назначения давление входной воды на мембрану соответствует давлению воды в трубопроводе. В случае, если давление возрастает, поток воды через мембрану также возрастает.

На практике, мембрана не полностью задерживает растворенные в воде вещества. Они проникают через мембрану, но в ничтожно малых количествах. Поэтому очищенная вода все-таки содержит незначительное количество растворенных веществ. Важно, что повышение давления на входе не приводит к росту содержания солей в воде после мембраны. Наоборот, большее давление воды не только увеличивает производительность мембраны, но и улучшает качество очистки. Другими словами, чем выше давление воды на мембране, тем больше чистой воды лучшего качества можно получить.

В процессе очищения воды концентрация солей со стороны входа возрастает, из-за чего мембрана может засориться и перестать работать. Для предотвращения этого вдоль мембраны создается принудительный поток воды, смывающий «рассол» в дренаж.

Эффективность процесса обратного осмоса в отношении различных примесей и растворенных веществ зависит от ряда факторов. Давление, температура, уровень рН, материал, из которого изготовлена мембрана, и химический состав входной воды, влияют на эффективность работы систем обратного осмоса.

Неорганические вещества очень хорошо отделяются обратноосмотической мембраной. В зависимости от типа применяемой мембраны (ацетатцеллюлозная или тонкопленочная композитная) степень очистки составляет по большинству неорганических элементов 85%-98%.

Мембрана обратного осмоса также удаляет из воды и органические вещества . Органические вещества с молекулярным весом более 100-200 удаляются полностью; а с меньшим — могут проникать через мембрану в незначительных количествах. Большой размер вирусов и бактерий практически исключает вероятность их проникновения через мембрану.

В то же время, мембрана пропускает растворенные в воде кислород и другие газы, определяющие ее вкус. В результате, на выходе системы обратного осмоса получается свежая, вкусная, настолько чистая вода, что она, строго говоря, даже не требует кипячения.

Подробнее ознакомиться с системами обратного осмоса вы можете здесь.

Обратноосмотическая система очистки воды

Обратноосмотическая система очистки воды необходима во многих отраслях производства, например, для очистки коммерческих, промышленных, бытовых нужд. Используются системы очистки воды на основе так называемого обратного осмоса воды. Фильтры производят глубокую очистку воды для хозяйственных нужд, и самое главное, без чего не обойтись — для питья воды. Вода после обратного осмоса становится много чище и безопасней к употреблению, чем до очистки.

Это обусловлено тем, что в последние время очистка воды – не просто потребность, это реальная необходимость. В зависимости от требований очистки, применимы различные фильтры, поэтому они могут сильно различаться.

Решения BWT для обессоливания воды:

Применяются следующие фильтры водоочистки:

1. Хозяйственно-бытового и технического применения. В этом случае применяется не очень тщательная очистка воды (как это происходит с питьевой водой). Задача фильтров, прежде всего, очистить воду от микроорганизмов и механических примесей. Водопроводная вода походит через один из фильтров, например, фильтр засыпного типа, сетчатый или фильтр колбово-картриджной системы очистки вод.

   Иногда применяются сорбционные фильтры, которые используют для устранения запаха и цвета, а также для очистки вод от соединений хлора. Если вода нагревается, то применяются фильтры, которые умягчают ее, с ионообменными смолами – это позволяет очистить воду от соли, снизив жесткость.

   Если вода подается из разных источников, кроме водопровода, то используют дополнительные средства разной степени очистки воды. Это делают в зависимости от результатов полученных проб, например, при понижении содержания железа или обеззараживание УФ лучами.

2. Обратноосмотическая система очистки воды применяется для качественной водоочистки, которая предназначена для питья. Обратноосмотическая технология соответствует самым высоким требованиям фильтров для очистки воды. Качественная очистка воды для питья происходит при помощи мембраны, которая обладает порами, сравнимыми лишь с размерами молекулы воды. Подобную технологию применяют практически все производители питьевой воды, потому что она признана самой качественной.
3. Применение воды на предприятиях и водоподготовка представляют собой огромное количество требований, которое зависит от назначения. Компании-производители учитывают все нюансы заказчика, поэтому каждая водоочистительная система индивидуальна, важно иметь многоступенчатую систему ступеней фильтрации, а также использовать технологию обратного осмоса.

При применении обратноосмотической системы фильтрации, которая обладает многоступенчатой системой очистки, устраняются соли, микроорганизмы, органика, механические загрязнения, взвешенные вещества и коллоидные. Подобная система фильтрации успешно справляется с очисткой подземных и солоноватых вод практически от всех веществ и примесей, которыми они обладают.

Обратноосмотическая система очистки воды, ее технология была специально разработана для очистки воды, а точнее доочистки в бытовых условиях. Именно использование воды в приготовлении пищи, для питья и других целей требуют еще один вид фильтров для водоочистки. Доочистка обозначает то, что предварительно вода была проверена и очищена муниципальными службами или системами, которые установлены в коттеджах и загородных домах. Такая вода после предварительной очистки полностью соответствует нормам, установленным ГОСТом по химическому и бактериологическому составу.

Технология обратноосмотических систем практически полностью удаляет все примеси, которые содержатся в воде (до 99,9 процентов), а также предотвращают образование накипи, которая обычно появляется в нагревательных приборах. Проходя через обратноосмотический фильтр, вода обогащается кислородом, придающим ей отличный приятный свежий вкус.

Метод системы очистки воды с помощью обратного осмоса, различных обратноосмотических методов не предполагает применение химикатов. Качественная очистка воды происходит за счет прохождения ее через специальную мембрану. Сегодня качественно очищенная вода востребована как никогда, потому что экология нашей планеты очень плоха.

Смотрите также:

Обратный осмос (очистка воды). Основные недостатки системы обратного осмоса

Сегодня наиболее совершенная система очистки воды — это обратный осмос. Как и все подобные системы, она имеет и некоторые слабые стороны. Как фильтруется жидкость в такой системе? Что представляет собой обратный осмос?

Система очистки воды

Осмос — это свойство перетекания воды от слабого солевого раствора к концентрированному. А обратный осмос — это прогрессивная система, работающая наоборот, с ее помощью концентрация соли в жидкости уменьшается.

Поэтому сначала такой тип фильтрации использовали для создания из соленой морской воды пресной.

Как работает система очистки воды обратного осмоса?

Жидкость проходит через специальную мембрану, которая носит название полупроницаемой. Через ее структуру могут проходить лишь молекулы воды, кислорода или молекулы меньшего размера. Мембрана не выводит из жидкости органические соединения хлора и гербициды, т.к. их молекула имеет меньший размер, чем осмотическая мембрана. В системе осмос очистка воды производится в несколько этапов, давайте их рассмотрим подробнее.

Первый этап — предварительная очистка

Эта ступень является очень важной. Самый дорогой сменный элемент ее — это мембрана обратного осмоса. На длительность ее службы влияет качество подаваемой жидкости. На данном этапе применяются 3 элемента имеющие сменные фильтры очистки воды обратного осмоса, которые подготавливают воду еще до подачи на мембрану.

В первом элементе имеется полипропиленовый пятимикронный картридж механической очистки, выполняющий важную функцию, он производит фильтрацию воды от нерастворенных частиц, имеющих размер больше 5 микрон (помогает избавиться от ржавчины, песка и прочих примесей).

Во втором фильтрующем элементе находится картридж, содержащий гранулированный активированный уголь, он позволяет очистить воду от хлора, хлорорганических соединений, пестицидов и гербицидов, неприятного привкуса и запаха.

В третьем фильтрующем элементе есть картридж, в котором содержится прессованный брикетированный уголь. Он должен удалять из воды органические соединения, летучие органические вещества (тетрахлорид, бензол, углерод) и мелкие частицы угольной пыли, оказывающие пагубное воздействие на мембрану, они вымываются на 2-ой ступени фильтрации.

Второй этап

На этом этапе вода, пройдя предварительную очистку, направляется на мембрану, которая является главным фильтрующим элементом системы осмос, очистка жидкости при этом производится на глубоком уровне, позволяя получить питьевую воду самого высокого качества. Другими словами, она является своего рода сеткой, а размер ее ячеек можно сравнить с размером молекул воды.

Конечно, через эту «сетку» могут проходить или частицы жидкости, или вещества, имеющие меньший размер молекул, – растворенный в воде водород, кислород и т.д.

Недостатки системы очистки

Так как для корректного функционирования (система осмос) очистка воды должна производиться под некоторым давление, а оно не всегда может обеспечиваться нашим водопроводом, то возможно будет нужен специальный насос (помпа), который повысит давление. Кроме насоса также понадобится подключить систему к электричеству – это тоже ее недостаток.

Очистка воды обратный осмос имеет преимущества перед другими фильтрующими системами, которое состоит в возможности удаления 99% загрязнений. Но это не означает возможность мембраны системы задерживать все минералы и соли, которые содержатся в воде. А значит, получаемая после такой очистки вода будет являться деминерализированной и поэтому не может считаться полезной для здоровья людей. Скорее напротив, вода, в которой полностью отсутствуют соли и минералы, вымывает из человеческого организма нужные ему полезные элементы, что может провоцировать серьезные заболевания. Поэтому, лучшим вариантом является осмос — очистка воды. Отзывы потребителей тоже говорят в пользу этой системы очистки, но есть и такие, кто предпочитает покупать воду в бутылках.

Фильтрованная или бутилированная?

При выборе между водой в бутылках и системой обратного осмоса, второй вариант оказывается лучше. Бутылированная вода, как правило, фильтруется как раз при помощи осмотического метода, однако на бутылках не всегда говорится об источнике или способе очистки. Даже при проведении детальных испытаний бывает, что производитель не дает каких-либо разумных объяснений о качестве содержащейся в бутылке жидкости.

К тому же часто встречаются рекомендации пропускать воду через осмос, очистка воды производится по системе, приведенной выше, это позволяет улучшить вкусовые качества и повысить полезные свойства жидкости. Получается большая минерализация, а отсюда и лучшее регулирование питательного рациона, дающее возможность минералам и полезным веществам в организме восполняться в полной мере.

Есть мнение, что человеческий организм самостоятельно не может регулировать уровень содержания соли и воды, очищение при помощи метода обратного осмоса не оказывает на этот процесс особого влияния.

Далее мы расскажем об отзывах пользователей об отрицательных сторонах данной системы и сделаем анализ, который поможет нам увидеть, правда ли фильтры для очистки воды осмос имеют приведенные недостатки, или же они возникают в процессе неправильного их использования.

Застой воды

Некоторые люди говорили о плохом вкусе воды, который появлялся после того, как были заменены дополнительные верхние картриджи биокерамического основного или минерализатора. Но это связано не с самими фильтрами и их возможностью портить воду, а с тем, что человек неправильно использовал фильтр. Картриджы водоподготовки содержат до 3 стаканов жидкости. Эта вода, как и та, которая находится в баке, не может застаиваться. Чтобы избавиться от постороннего запаха и вкуса нужно или использовать минерализатор (биокерамический картридж) ежедневно, или сливать несколько стаканов жидкости.

Если у всей воды после фильтрации имеется странный запах или привкус, жидкость застаивается не в картриджах, а в баке для хранения воды. Здесь, как правило, причиной неполадки является то, что вовремя не был заменен постугольный картридж (а делать это нужно 1 раз в год), или это происходит из-за неполного использования ресурса бака (гидроакумулятора). Если вам не удается использовать объем фильтра целиком (баки имеют емкость 15-12л., 11-8л., 8-6л.) нужно проводить искусственное обновление воды в баке один раз в месяц.

Вы можете перекрыть кран перед фильтром и постепенно тратить лишнюю очищенную воду, а можете набрать ее в большую емкость или слить из бака в канализацию. Если фильтр используют 3-4 чел., то лучше выбирать бак наименьшего размера (8 л.).

Очищенной воде свойственно застаиваться, так как при использовании системы осмос очистка воды производится до качества дестиллированной. В ней способны размножаться бактерии, и при отсутствии протока может появиться привкус или посторонний запах. Долго хранить жидкость можно, только если в нее будут добавлены антибиотики, такие как добавляются в бассейны. Они являются вредными, и это является главным недостатком бутилированной воды, которую также очищают способом обратного осмоса, но она может храниться дольше.

Недостаток минералов

Нам часто говорят, что жидкость, прошедшая очистку обратноосмотической системой фильтрации является слабоминерализированной. И это так, выходя из обратного осмоса вода имеет 1/3 минералов в сравнении с входной, водопроводной, но это не говорит о том, что она может нанести вред здоровью человека.

Если вы желаете насытить минералами очищенную воду, то рекомендуется использовать минерализатор.

Низкая скорость очисти воды

Система очистки воды обратного осмоса имеет низкую скорость работы, она накапливает уже очищенную воду – это минус фильтров обратного осмоса. Здесь и серебро не поможет, так как обеззараживающее действие, которое оказывают ионы этого металла, является недостаточно эффективным и возникает опасность проникновения серебра в очищенную воду. Вообще его частицы очень вредны для человека. Например, в Соединенных Штатах запрещается упоминать дезинфицирующие свойства в рекламе пищевых детских продуктов, в нашей стране таких запретов нет.

Взвесив все «за» и «против», нужно просто определиться с выбором, возможно, это будет балансировка между разными методами фильтрации. Одно несомненно — очистка воды необходима и жизненно важна в современных условиях.