Вода, получаемая из пробуренных рядом с частным домом скважин, в большинстве случаев требует выполнения процедуры очистки. Она необходима в связи с содержанием в составе жидкости различных примесей, не только ухудшающих органолептические свойства, но и бывающих опасными для здоровья человека.
В этих целях применяются фильтрационные системы, одной из которых является установка обратного осмоса.
План статьи:
Состав добываемой на площадках многих регионов воды включает слишком большие концентрации вредных и опасных примесей. У воды, текущей из-под крана, присутствуют не только очевидные примеси, осадок, но и отталкивающий запах, неприятный вкус.
Употреблять ее для питья или готовки нельзя, потому как она может стать причиной отравлений и других негативных последствий.
В случаях, когда для получения чистой воды требуется глубокая, тщательная очистка, необходима установка обратного осмоса в виде системы фильтров.
Прошедшая через прибор жидкость отличается минимальным процентом содержания примесей, что позволяет употреблять ее даже в «сыром» виде, без кипячения. Современные производители предлагают различные варианты бытовых устройств, не занимающих в доме много места.
Обратный осмос появился в 1950-х годах в США в результате усилий научных специалистов, занимавшихся разработкой программы опреснения морей. Технологию до настоящего времени применяют по изначальному предназначению.
Любой фильтр обратного осмоса отличается одновременно и простым, и сложным устройством. Процесс осмоса – проникновение жидкости через поверхность полупроницаемой мембраны – знаком человечеству несколько веков. Однако в качестве бытового прибора, предназначающегося для получения чистой воды, смогли создать всего около 60 лет назад.
Действительно доступной бытовая установка обратного осмоса, базовый принцип работы которой основан на функционировании специальной мембраны, стала только в 2000-х. Она превратилась в наилучший вариант избавления различных объемов питьевой воды от природной специфики (например, солей жесткости) и результатов человеческой активности в промышленности, сельскохозяйственной отрасли.
Стандартизированная схема работы обратного осмоса применяет процесс, который известен как перекрестное течение. Это позволяет обеспечивать самоочищение используемой мембране.
Ключевым элементом технологии является особая полупроницаемая мембрана, пропускающая исключительно молекулы H2O и задерживающая фракции и молекулы любых загрязняющих веществ.
В ходе прохождения через мембрану части жидкости, движение другой части осуществляется в обратном направлении, что вымывает задержанные элементы. Для обеспечения движения применяется создаваемое помпой (насосным оборудованием) давление (минимум 3 атм).
Осмотические системы задерживают молекулы сахара и соли, красители, бактерии и вирусы, органические элементы, микроорганизмы, железо и прочие загрязняющие вещества.
Рассмотрев, как работает обратноосмотическая система, становится понятно, что это сложная конструкция, которая включает несколько ключевых элементов:
Фильтр обратного осмоса некоторых моделей, принцип работы которых идентичен, могут дополнительно присутствовать системы для промывания мембранных элементов.
Также часто в бытовые системы включается минерализатор, монтируемый за мембраной. В этой колбе располагаются минеральные гранулы, обеспечивающие насыщение проходящей водицы полезными веществами. Помимо того, обратноосмотическая система для использования в быту комплектуется резервуаром для хранения определенного объема очищенной воды.
Установив основной принцип работы мембраны обратного осмоса в виде очищения протекающей через нее жидкости, следует рассмотреть виды материалов, которые служат основой для производства этих важнейших элементов фильтрационных устройств.
Производятся обратноосмотические мембраны из специального класса материала с характерным свойством связываться только с молекулами H2O и «вести» их. Данный процесс не затрагивает никакие прочие примеси.
В ходе развития использовались различные мембранные материалы. К наиболее распространенным относятся:
Также следует различать тонкопленочные мембраны бытового типа и мембраны, применяемые для опреснения морских вод. В обоих случаях работа мембраны установок обратного осмоса одинакова, но технически опреснительная мембрана обладает другим устройством.
Основа действия обратноосмотических приборов включает несколько этапов:
В результате работа устройства предоставляет пользователем почти дистиллированную воду, которой обеспечена чистота в 99%. В ней отсутствуют любые вредоносные примеси, хотя без установки в системе минерализатора и полезных веществ также нет.
Поэтому многие бытовые устройства оборудуются колбой с минеральными гранулами для насыщения рядом полезных для человеческого организма микроэлементов.
На что стоит обязательно обратить внимание:
Сам принцип работы мембраны обратного осмоса базируется на необходимости наличия в водопроводной системе определенного уровня давления (минимально – 3 атм.). Если он не достигается, фильтр просто не действует.
В качестве минуса выделяют сравнительно медленный процесс очищения, чем объясняется необходимость монтажа накопительного резервуара для очищенной жидкости. Также указывают на дороговизну установок, что довольно быстро нивелируется высочайшей эффективностью.
И, наконец, недостатком некоторые считают отсутствие в водице как вредоносных, так и полезных микроэлементов и примесей. Но человеческий организм получает все необходимое из пищи, поэтому употребление воды, не прошедшей этап минерализации, не приведет к негативным последствиям.
Обратноосмотическая мембрана – тоненькая полимерная пленка, находящаяся на инертной подложке. Она отличается абсолютной водной проницаемостью. Именно такое устройство мембраны в системах обратного осмоса используется повсеместно.
Ключевое свойство элемента заключается в способности набухать, т.е. связываться с молекулами H2O, вступая с ними в реакцию. Данный процесс именуется гидратацией. Прочие вещества, которые находятся в растворенном состоянии в воде, не способны реагировать с мембранным материалом. Поэтому, когда к разбухшей поверхности прикладывается определенное давление жидкости, лишь водяные молекулы просачиваются (выдавливаются) через поверхность пленки.
Когда вода переходит через мембрану, перед ней происходит увеличение концентрации растворенных микроэлементов, что вызывает рост осмотического давления. При равенстве давления системы и осмотического прекращается переход воды через мембранную пленку. Чтобы исключить простой, ненужный загрязненный концентрат постоянно отправляется в дренаж.
Как указывает принцип действия и устройство мембраны, не существует идеальной, универсальной обратноосмотической системы, подходящей для любого жилья.
Некоторые модели и разработки отличаются лучшими показателями, другие – несколько не дотягивают, однако ни одна не способна решить сразу все проблемы и беды.
Поэтому рекомендуется основывать выбор фильтрационной системы обратного осмоса на исходных показателях и свойствах сырья и требований к качеству получаемой в итоге воды.
В природе существуют вещества, способные легко обмануть даже такую высокоэффективную систему фильтрации. Выше было рассмотрено, как работает мембрана бытового обратного осмоса, но даже она иногда дает сбой.
Среди специфических веществ – бор/бораты. В условиях нейтрального pH он входит в состав воды как молекула H3BO3, которая по некоторым свойствам расценивается мембраной как H2O.
Эта особенность позволяет микроэлементу проникать сквозь пленку за компанию. Хотя в условиях щелочного pH бор прекрасно распознается и отсекается обратноосмотическим фильтром.
Также мембрана не способна ликвидировать некоторые легколетучие органические соединения (газы) с высокой диффузионной активностью. Например, она пасует перед сероводородом (хотя прекрасно справляется с ним в тандеме с обезжелезивателем) и хлороформом (удаляется на этапе предварительной очистки угольным фильтром).
