Обратный осмос — это мощная и проверенная временем технология для очистки и опреснения воды. При условии правильной установки и регулярного обслуживания такая система может работать многие годы без необходимости дополнительных затрат.
Что такое осмос воды
Известно, что на нашей планете воды больше, чем суши — более двух третей земной поверхности покрыто водными ресурсами. Однако многие могут быть удивлены, узнав, что менее трех процентов из этого объема составляет пресная вода. В отдельных засушливых регионах мира людям приходится буквально бороться за каждый литр влаги. В таких странах все чаще прибегают к промышленным методам опреснения. В их числе — разнообразные современные технологии, из которых одной из самых распространенных является обратный осмос. Эта система опреснения морских и океанических вод была разработана холдингом Швабе. Мы расскажем, как морская вода превращается в пресную.
По оценкам ученых, на Земле имеется около 1,5 зетталитров воды. При этом запасы пресной воды составляют лишь 2,5% от общего объема. Для лучшего понимания этих цифр можно представить, что вся вода планеты помещается в литровую банку: всего лишь две столовые ложки воды из этой банки будут пресными. Из этого крошечного объема большая часть станет грунтовыми водами, примерно четвертая часть замерзнет в виде льда, а около двух капель окажется в реках и озерах. Следовательно, это ничтожное количество пресной воды должно делиться между 8 миллиардами людей. Понимание этого факта подчеркивает, насколько важно ответственно относиться к использованию такого драгоценного ресурса.
Многие развитые страны уже давно на берегу культуры экономии водных ресурсов. Тем не менее, в среднем один человек использует около 100 литров воды в день. В некоторых странах, таких как США, этот показатель достигает 500 литров. Речь идет не только о потреблении двух литров воды в день на питье и воду для личной гигиены; значительная часть потребления пресной воды уходит на сельское хозяйство и производство продуктов питания. Учитывая, что орошение растений также потребляет немалые объемы воды, все чаще внедряются системы капельного орошения, обеспечивающие подачу точного количества воды для каждого отдельного растения.
Пока человечество переоценивает подходы к использованию водных ресурсов, ситуацию с нехваткой чистой пресной воды усложняют факторы, не зависящие от нас. К их числу относятся климатические изменения, учащение природных катаклизмов и повышение температуры на Земле. Осознавая все риски для источников пресной воды, человечество активно ищет новые и более эффективные способы производства этой жизненно важной жидкости.
Из соленой в пресную: от Аристотеля до наших дней
На сегодняшний день опреснение воды стало стратегической государственной программой для многих стран, таких как Израиль и Объединенные Арабские Эмираты. Ученые неустанно работают над усовершенствованием методов, позволяющих сделать морскую воду безопасной для потребления.
На первый взгляд, задача кажется несложной: просто удалить 35 граммов соли из одного литра воды, именно столько соли содержится в литре морской воды, в то время как для питьевой воды это значение не должно превышать одного грамма. Эта проблема волновала еще Аристотеля, который изобрел специальные фильтры для этой цели. В своих наблюдениях древнегреческий философ заметил, что соленая морская вода, проходя через восковой сосуд, опресняется. По сути, это были первые эксперименты, соприкасающиеся с концепцией обратного осмоса, которая нашла свое применение спустя более двух тысяч лет, в середине XX века.
Но обратный осмос — не единственный способ получения пресной воды из морской. Есть и другие методы, которые также применяются в домашних условиях. Наиболее известным является дистилляция, используемая не только туристами в сложных условиях, но и на современных промышленных установках по опреснению.
Провести дистилляционный эксперимент можно и в домашних условиях. Для этого достаточно накрыть чашу с соленой водой прозрачным пластиковым листом. Если поставить такую конструкцию под солнечные лучи, вода будет испаряться, и конденсат, образующийся на внутренней стороне пластикового листа, станет пресной водой. Промышленные дистилляционные установки работают по аналогичному принципу, однако на в них используется электричество, так как дистилляция крайне энергозатратна.
Существуют и другие методы, такие как ионный обмен, при котором вода пропускается через фильтры из ионообменных смол. Это позволяет заменить ионы натрия на ионы водорода и ионы хлора на гидроксид-ионы. В результате вместо NaCl (который является хлоридом натрия — той самой соли, которую мы находим в морской воде) получается H2O. По такому принципу работают многие бытовые фильтры для водопроводной воды. Но этот метод обладает недостатками: ионообменные системы стоят довольно дорого, и поэтому их практически не используют для опреснения морской воды.
На сегодняшний день одним из наиболее современных методов опреснения, как в крупных установках, так и в повседневной жизни, является обратный осмос.
Осмосная вода в домашних условиях
Мир не стоит на месте, и тем более технологии. Сейчас фильтры с обратным осмосом получили распространение в домашних условиях благодаря своей компактности, надежности и функциональности. Процесс очистки воды в таких системах проходит через несколько этапов:
- предварительная фильтрация, осуществляемая с помощью 1–3 картриджей, количество которых зависит от модели устройства;
- основная фильтрация, выполняемая мембраной;
- постфильтрация — финальный этап очистки, где используется один картридж, а в некоторых конструкциях может быть дополнительно установлен минерализатор.
На этапе предварительной фильтрации из воды удаляются механические загрязнения и органические примеси. Этот этап имеет большое значение, поскольку он продлевает срок службы основного элемента системы — мембраны обратного осмоса. Мембрана отвечает за основную фильтрацию: только молекулы воды и кислорода проходят через ее поры, в то время как все загрязнения, вирусы и бактерии сливаются в дренаж. Постфильтрация также важна для устранения неприятного запаха и привкуса, а минерализатор добавляет к воде полезные микроэлементы.
Картриджи для обратного осмоса
Различаются следующие типы картриджей, используемых для очистки воды:
- для предварительной фильтрации: пористый или тканный полипропилен, гранулированный активированный уголь;
- для финальной фильтрации: порошковый активированный уголь, минерализатор.
Осмотическая вода всегда безопасна, вкусна и полезна. Приобретение системы обратного осмоса — это разумное вложение в здоровье и комфорт, ведь теперь в вашем доме всегда будет чистая вода, и вы избавитесь от забот, связанных с бочками и кипячением воды.
Будьте здоровы! Пейте чистую и надежную воду!
Действуйте! Выбирайте, консультируйтесь, покупайте и наслаждайтесь вместе с ФильтроМиром!
Если у вас есть вопросы, мы ответим на них круглосуточно: наши телефоны (863)268-12-98, (861)218-53-18, а также наша электронная почта
Мы рекомендуем:
- 5 ступеней очистки + помпа;
Тип корпуса: Стандарт 10SL;
Универсальные картриджи;
Подходит для: любой воды;
- 5 ступеней очистки;
Тип корпуса: Стандарт 10SL;
Универсальные картриджи;
Подходит для: любой воды;
- 5 ступеней очистки;
Тип корпуса: Стандарт 10SL;
Универсальные картриджи;
Подходит для: любой воды;
Что такое полупроницаемая мембрана?
Это специализированная двухслойная синтетическая мембрана, состоящая из селективного слоя, являющегося барьером для примесей, и армирующего слоя, отвечающего за прочность. Такие мембраны изготавливаются из ацетата целлюлозы, армированного полиамидом или тонкопленочных композитов.
Метод обратного осмоса позволяет удалить из воды 90-98% различных солей, органических веществ, бактерий и других загрязняющих частиц. Правильно функционирующая система задерживает примеси с молекулярной массой более 150, что обеспечивает получение воды, не требующей дальнейшего кипячения или дополнительной очистки. Обратный осмос эффективно очищает как поверхностные и грунтовые воды, так и соленую воду, применим как в быту, так и в промышленности. Эта технология используется в фармацевтической отрасли, при производстве пищевых продуктов и напитков, а также в многих других областях. Тем не менее, существуют и недостатки систем обратного осмоса: они могут пропускать растворенные газы, такие как водород, кислород и азот, что ведет к снижению уровня pH очищенной воды. Вода с пониженным уровнем pH может быть более агрессивной для металлических труб, увеличивая риск коррозии, что, в свою очередь, создает возможность попадания в воду частиц свинца, меди и железа. Постоянное потребление такой воды может привести к накоплению металлов в организме, что потенциально угрожает здоровью. Тем не менее, этих рисков можно избежать, контролируя уровень pH воды и следя за состоянием водопроводных труб.
Обратный осмос в обычной жизни
- Коллоидные примеси — небольшие частицы, такие как глина, угольная пыль и другие загрязнения, которые проходят через фильтры предварительной очистки;
- Неорганические соли — карбонаты кальция и магния, железо, марганец и другие металлические соединения, создающие твердые отложения в мембране;
- Органические вещества, большей частью природного происхождения, которые образуют слизистые отложения между слоями мембраны;
- Биологические обрастания — колонии водорослей и микроорганизмов, фиксирующиеся и размножающиеся в корпусе мембраны.
Важно помнить, что растворы для очистки обратноосмотических мембран обладают агрессивными свойствами и могут представлять опасность для здоровья, поэтому необходимо соблюдать технику безопасности или обращаться за помощью в специализированные сервисы.
ОБРАТНЫЙ ОСМОС
Данный эффект также основан на прохождении жидкости через полупроницаемую мембрану. Главное отличие осмоса от обратного осмоса заключается в том, что в последнем случае вода движется в обратном направлении. Достичь такого естественным путем невозможно, поэтому необходимо подавать воду под определенным давлением, превышающим осмотическое. Для этого системы обратного осмоса оснащены насосами для увеличения давления.
После прохождения через мембрану чистая жидкость содержит не более 1-2% от первоначального количества примесей, что делает ее весьма схожей с дистиллированной водой.
РАСХОДЫ НА ОБОРУДОВАНИЕ
Очистные станции, работающие на основе эффекта прямого осмоса, на сегодняшний день не получили широкого распространения. Разработкой этой технологии занимается, в том числе, британская компания Modern Water, но данный метод пока не нашел широкого использования. Это связано с высокой стоимостью оборудования, что делает его неэффективным для очистки сравнительно небольших объемов воды.
В условиях России более перспективным выглядит использование обратного осмоса. Это связано также с доступностью оборудования, которое производит, в том числе, НПЦ ПромВодОчистка. Вы можете выбрать одну из стандартных моделей с производительностью от 0,25 до 50 кубических метров в час или заказать индивидуальное решение.
Лично я не сталкивался с крупными установками прямого осмоса. Обратный — да, он распространен, а прямого я не встречал ни разу.
— Балобанов Александр Сергеевич, ведущий инженер-технолог ООО НПЦ ПромВодОчистка
Принцип работы систем обратного осмоса
При технологии обратного осмоса на жидкость оказывается давление, необходимое для преодоления осмотического давления. Это заставляет растворитель двигаться через мембранную перегородку из области с высокой концентрацией растворенных веществ в область с низкой концентрацией, тем самым очищая воду от растворенных солей и других загрязнителей. Главное отличие обратного осмоса от прямого в том, что в первом случае вода проходит в обратном направлении. Для обеспечения такого потока в системах используются насосы для повышения давления. Проходя через мембрану, вода избавляется от 98-99% загрязняющих веществ, в результате чего получается жидкость, по своим свойствам сравнимая с дистиллированной. В процессе удаления соли, минералов и органических веществ, обратный осмос применим для очистки питьевой воды, опреснения морской воды, а также в разнообразных промышленных и медицинских приложениях.
| Характеристика | Метод прямого осмоса | Метод обратного осмоса |
| Направление потока | Поток идет из области с низкой концентрацией в область с высокой. | Поток идет из области с высокой концентрацией в область с низкой под давлением. |
| Необходимый внешний ввод энергии | Не требует внешнего давления, так как процесс естественный. | Требует значительного давления для принудительного перемещения воды через мембрану. |
| Применение | В химической и нефтехимической промышленности, а также в медицине и микробиологии — обратный осмос применяется для извлечения биологически активных веществ из растворов. | Широко используется в водоочистных системах, таких как фильтры для воды, домашние системы очистки, опреснительные установки. |
| Эффективность | Прямой осмос обычно неэффективен для очистки воды, так как не удаляет загрязняющие вещества. | Обратный осмос может удалять до 99% растворенных солей и массу других загрязнителей. |
Сегодня использование обратного осмоса признается более перспективным. Этот метод позволяет, учитывая разумные затраты, получать значительные объемы чистой и безопасной воды. Существует множество моделей с разной производительностью, от 0,25 до 50 м3, что позволяет идеально подобрать оборудование под конкретные задачи. Технология универсальна, с системой предварительной очистки, которая устраняет практически все органические загрязнители, включая бактерии и вирусы. Установки требуют минимального обслуживания — чаще всего достаточно периодической промывки мембраны, добавления специализированных реагентов и настройки рабочего процесса.
Обратный осмос в пурифайерах
- Подготовка воды на первом этапе осуществляется через механическую и угольную фильтрацию;
- Затем вода проходит через мембрану, на которой оседают частицы размером от 0,001 до 0,0001 мкм. Эта система эффективно удаляет соли жесткости, ионы кальция, магния и марганца, нитраты, нитриты, вирусы и бактерии;
- Окончательная фильтрация выполняется прессованным углем для финальной очистки.
Преимущества использования обратного осмоса в пурифайерах:
- Эффективное удаление солей и минералов, включая тяжелые металлы. Устранение бактерий, вирусов, пестицидов и хлора без дополнительного использования фильтров;
- Улучшение вкуса воды за счет удаления неприятных привкусов и запахов;
- Система позволяет полностью отказаться от пластиковой бутылей, которые используются в обычных кулерах. Вам больше не нужно заказывать большой объем воды, беспокоиться о размещении и доставке;
- Снижение затрат, особенно если требуется обеспечить водой большое количество людей, например, в офисе или школе. Экономия по сравнению с традиционными способами может достичь 70%.
- Простота и доступность обслуживания.
Компания PureWaterService предлагает широкий ассортимент пурифайеров с системой обратного осмоса, что гарантирует высокое качество воды для всех клиентов. Специалисты компании помогут вам правильно выбрать, установить и настроить оборудование, чтобы вы могли наслаждаться чистой водой без лишних хлопот.
