Что такое обратный осмос, принцип действия метода очистки воды

На уроках физики и биологии изучают явление осмос и осмотическое давление. Этот процесс происходит между двумя веществами разной концентрации, разделёнными частично проницаемой перегородкой. Проникновение менее концентрированного вещества через мембрану в более концентрированный раствор и называют осмосом. Учёные наблюдают за этим явлением с древних времён.  На практике применяют обратный осмос, что это такое изучим детально.

При естественном осмосе жидкость (будем рассматривать воду) проникает через мембрану до тех пор, пока не наступит баланс, и концентрация жидкости по обе стороны перегородки не станет одинаковой. Это свойство воды решили использовать, принудив её двигаться в обратном направлении. Принцип действия: под напором через мембрану продавливается исходная вода (солёная или загрязнённая), на выходе получается чистая вода, а концентрат соли или примесей остаётся перед препятствием (полупроницаемой мембраной).

На рисунке показана простая схема двух процессов

Система обратного осмоса

С развитием науки, главная задача – производство полупроницаемой мембраны была решена. И с середины прошлого века системы обратного осмоса стали использовать не только при опреснении, но и для очистки воды.

Принцип работы системы отличается от обыкновенного пропуска воды через фильтр. При прохождении жидкости через традиционную фильтрующую установку, вода пропускается полностью, а загрязнения остаются в порах фильтра. Спустя месяц-полтора требуется замена картриджа с фильтром.

Проходя через систему обратного осмоса вода, прошедшая сквозь мембрану скапливается в специально резервуаре, а концентрат, оставшийся перед мембраной, сливается в канализацию. Разберёмся в том, как работает мембрана. Чтобы примеси не преодолели заградительный барьер, поры мембраны сделаны соразмерно молекулам воды.  Молекулы солей, бактерии, вирусы и другие примеси, растворённые в воде, имеют большие размеры и не могут проникнуть через мембрану.

Мембранная система очистки воды считается самой эффективной, несмотря на то, что существуют вещества, молекулы которых меньше чем у воды. Они удаляются постфильтрацией. Жидкость, прошедшая через такую систему очистки по своим свойствам приближена к дистиллированной воде и не нуждается в кипячении.

Чтобы продлить срок службы мембраны, принцип действия установки включает в себя этап предварительной очистки. Это позволяет деликатной детали служить от года до полутора лет без замены.

Установка обратного осмоса

Устройство обратного осмоса в промышленных масштабах работает при высоком давлении, поэтому установку оборудования следует проводить специалистам. В бытовых целях можно установить обратный осмос своими руками. Несмотря на множество элементов, входящих в комплектацию, всё оборудование вмещается под стандартной кухонной мойкой.

В комплект входит подробная инструкция по установке водоочистительной системы. Установка оборудования происходит в несколько этапов:

• врезка в водопровод;
• монтаж крана питьевой воды (обычно устанавливают дополнительным краном на мойке);
• подключение к канализационному сливу;
• установка накопительного бака;
• сборка и монтаж блока с фильтрами предварительной очистки, мембраной и постфильтром;
• соединение элементов шлангами;
• сверка всех элементов конструкции с инструкцией;
• запуск оборудования.

Важно: перед установкой обратноосмотической системы, проверьте наличие всех элементов, прочитайте инструкцию и только после этого приступайте к монтажу.

Схема подключения обратного осмоса

Как работает обратный осмос, поможет понять схема подключения.

1. Водопроводная вода поступает в блок предварительной очистки (три фильтра в виде колб).
2. Пройдя грубую фильтрацию, жидкость попадает на полупроницаемую мембрану.
3. Чистая вода наполняет накопительную ёмкость.
4. Концентрат, не преодолевший мембрану, смывается в канализацию.
5. При включении крана, на него поступает питьевая вода непосредственно из накопительного бака или пройдя посточистку и/или минерализацию через доп. устройства.

Принцип действия обратного осмоса

Метод обратного осмоса, принцип действия которого приведён выше, представляет собой систему, имеющую самый высокий уровень очистки воды для питья. Рассмотрим другие плюсы и минусы принципа действия обратноосмотического устройства.

Достоинства:

• очистка от органических и неорганических соединений;
• избавление от микробов, вирусов и бактерий;
• легкость монтажа;
• доступность комплектующих;
• простота замены фильтров;
• срок службы мембраны более 1года.

Недостатки:

• высокая цена оборудования;
• дороговизна сменных блоков;
• увеличивается расход воды (за счет смывки в канализацию концентрата);
• наличие давления не менее 2,8 атмосфер;
• нельзя использовать на горячей воде;
• медленный набор воды в накопительный бак;
• деминерализация воды.

Отсутствие в воде, прошедшей очистку обратным осмосом, минеральных веществ, разделили потребителей на два лагеря. Одни считают, что отсутствие примесей не влияет на организм, другие, напротив, видят в этом пагубное влияние на здоровье человека. Вред или польза, ответ на этот вопрос однозначный. При употреблении очищенной воды потребитель получает неоспоримую пользу. Отсутствие в ней минералов компенсируется приёмом разнообразной пищи, витаминными препаратами. Последние модели фильтров оснащены специальными минерализаторами.

Очистка воды обратным осмосом в частном секторе

Незаменимы установки с обратным осмосом в местности, где вода добывается из колодцев и скважин. В частом секторе, где отсутствует центральное водоснабжение, существует постоянный риск использования некачественной воды. Угроза таится и в потреблении воды с большой степенью минерализации, и в попадании в колодец с грунтовыми или талыми водами нечистот.

Получая воду из скважины, принцип действия установки с обратным осмосом тот же, что и в городских квартирах. Но необходимо обеспечить минимальное давление на входе установки – 2,8 атмосфер. Добиться этого можно путём установки принудительного насоса.

Заключение

Производители оборудования установок систем обратного осмоса, усовершенствуют свои модели. Плюс в том, что можно подобрать оборудование в разной комплектации и различных ценовых категорий. Новой поколение обратноосмотических установок снабжено двойными кранами: для деминерализованной и обогащённой минералами воды.

В отличие от проточных фильтров, требующих регулярной замены, фильтры предварительной очистки меняются раз в полгода, а дорогостоящая мембрана – раз в полтора-два года. В регионах с мягкой водой, сроки службы всех комплектующих повышаются. Окупаемость такой установки – от четырех месяцев. Главное преимущество – вы получаете воду, приближенную по своим свойствам к талой воде высокогорных ледников.