Очистка воды обратноосмотическим способом

Обратный осмос – технология фильтрации, позволяющая очищать воду на молекулярном уровне. Основным элементом любой осмотической установки является тончайшая мембрана из полупроницаемого материала. Физические свойства таких мембран зависят от технологии их производства. Лучшие из них способны отфильтровывать воду практически от любых примесей, включая не только мельчайшие частицы мусора, но и молекулы.

Явление, лежащее в основе данной технологии, было известно ещё древним грекам, обнаружившим, что с помощью некоторых материалов можно опреснять морскую воду. А широкое промышленное применение опреснительных установок с осмотическими мембранами произошло в 1970-х годах. Несмотря на то, что данная технология не нова, а установку обратного осмоса сегодня можно встретить на любой кухне, это по-прежнему самый совершенный способ очистки воды.

Как работает обратный осмос?

Домашняя обратноосмотическая система врезается непосредственно в водопровод, подающий воду на смеситель раковины. При этом все отфильтрованные загрязнители направляются в канализацию. Пошагово принцип действия осмотического фильтра можно описать так:

Предварительная грубая очистка.
Прохождение сквозь осмотическую мембрану.
Накопление в резервуаре.
Финишная очистка.
Подача воды на индивидуальный кран раковины.

Для любой осмотической установки существенное значение имеет этап грубой очистки. Себестоимость осмотической мембраны очень высока (в зависимости от степени очистки, её цена растет экспоненциально). Если на эту мембрану подавать воду с механическими примесями, её ресурс очень быстро исчерпается. Поэтому перед ней устанавливается барьер для механических примесей в виде многоступенчатого фильтра.

Первый фильтр имеет 5-микронные ячейки, отфильтровывают частицы соответствующего размера. Следующий этап – угольный фильтр, в котором осаждаются большие органические молекулы, остатки хлорки и различные активные вещества. Вторая ступень предварительной очистки- угольный фильтр, который очищает воду от хлора и органических загрязнений. Далее идет фильтр с ячейками в 1 микрон, очищающий воду от микронных механических примесей.

Очищенная от механических примесей, бактерий и крупных молекул вода поступает на обратноосмотическую мембрану. Именно здесь начинается процесс, который сложно себе представить на обычном бытовом уровне. Молекулы воды начинают проникать сквозь молекулярную структуру полимерной мембраны, а соли и другие примеси остаются. На данном этапе отфильтровываются все частицы крупнее 0,1 нм.

Поскольку этот процесс происходит очень медленно, для его ускорения площадь фильтрующей поверхности стараются сделать максимально большой, скручивая мембрану в плотный рулон. Проходя через этот рулон, вода разделяется на 2 фракции. Вода с повышенной концентрацией солей сливается в канализационную систему, а очищенная вода, сопоставимая по степени чистоты с дистиллированной, подается на отдельный питьевой кран.

Производительность установок обратного осмоса

Слабая сторона осмотических систем фильтрации – низкая производительность. Для домашних систем она составляет порядка 150-350 литров в сутки. Скорость фильтрации зависит от ряда факторов:

проницаемость мембраны и её площадь;
разница давлений на входе и выходе;
температура воды;
исходная чистота воды.

Для повышения эффективности домашних установок обратного осмоса производители прибегают к различным техническим ухищрениям. Один из наиболее эффективных методов – установка накопительного бака на 4-12 литров. По своей конструкции это самый обычный гидробак, только рассчитанный на чистую питьевую воду. В нём накапливается очищенная вода, которой осталось пройти последнюю степень очистки перед подачей в кран.

Изготавливается накопительный бак из эмалированной стали и имеет в своей конструкции полимерную мембрану в виде рукава или груши. В него закачан воздух, необходимый для поддержания постоянного напора в кране (в случае необходимости давление можно отрегулировать самостоятельно, подкачав бак с помощью обычного золотникового насоса).

После накопительного бака обычно идёт постфильтр, обеспечивающий контрольную очистку питьевой воды перед подачей в кран. Этот кран ставится отдельно от смесителя (в некоторых кухонных раковинах для него предусмотрено отверстие, но в большинстве случаев его необходимо прорезать самостоятельно). Таким образом, через смеситель подается обычная вода для мытья посуды и других целей, а очищенная вода подается на индивидуальный кран питьевой воды.

Дополнительные опции

Установки обратного осмоса могут комплектоваться дополнительными системами, повышающими качество питьевой воды и приближающими его до уровня природных источников. Существуют картриджи для восстановления природной структуры воды, обогащения её минералами, газами или ионами.

Популярные картриджи и их функции:

минерализатор – обогащение природными микроэлементами;
биокерамический картридж – восстановление природной структуры;
FIR – облучение ИК-лучами со спектром, близким к солнечному.

Минерализатор обогащает воду ионами натрия, магния, кальция и других металлов. Ассортимент картриджей, присутствующих в продаже, очень широк. Они позволяют получать воду, близкую по своему составу к лучшим природным источникам столовых и лечебных минеральных вод.

Наличие минерализирующего картриджа имеет большое значение. Наш организм получает из воды большое количество микроэлементов, а обратный осмос очищает воду до состояния дистиллята. Распространенные картриджи общего назначения обогащают воду магнием (участвует практически во всех биохимических процессах нашего организма), натрием (регулирует кислотно-щелочной баланс) и кальцием (важнейший компонент костей и зубной эмали).

Биокерамический картридж содержит большое количество керамических гранул с природным минералом турмалином. Считается, что это позволяет восстановить природную структуру воды, поврежденную в процессе её транспортировки по трубопроводу.

FIR – картридж, облучающий воду инфракрасным излучением, близким по спектру к солнечному свету. Эта технология также предназначена для приближения структуры воды к тому состоянию, которое характерно для неё природных условий. Считается, что такая вода активирует биохимические процессы в клеточных мембранах и снижает агрегацию тромбоцитов, улучшая кровоснабжение всех органов.