Обратный осмос как технология очистки воды стал применяться с начала 60-х годов прошлого века. Изначально обратный осмос использовался для опреснения морской воды, однако сейчас этот эффективный способ имеет более широкое применение: с его помощью ежедневно производятся сотни тысяч тонн питьевой воды в различных регионах мира.
Технология обратного осмоса
Обратный осмос — это очистка воды на молекулярном уровне. Обратный осмос - это механический процесс, в ходе которого вода постепенно диффундирует (проникает) через полупроницаемую мембрану, которая не пропускает многие загрязнители. Обычно фильтры, очищающие воду методом обратного осмоса, присоединяются к крану, через который вода подаётся на мембрану. Принцип осмоса заключается в том, что если два раствора различной концентрации разделить мембраной, то вода станет переходить из раствора с меньшей концентрацией в раствор с большей концентрацией. Процесс очистки методом обратного осмоса заключается в том, что более концентрированная загрязнённая вода под давлением проталкивается через мембрану. Если в сосуде, разделенном полупроницаемой мембраной, находятся соляные растворы с разной концентрацией, молекулы воды из раствора с меньшей концентрацией солей проникают в раствор с большей концентрацией, это явление называется осмосом. При давлении, искусственно созданном со стороны раствора с большей концентрацией, происходит обратный процесс - обратный осмос. Через микроскопические поры в мембране могут проникнуть только самые мелкие молекулы. Крупные молекулы, из которых состоит большинство загрязнителей, и даже растворённые в воде ионы остаются на мембране.
Главное преимущество такого способа заключается в его способности значительно снижать содержание солей и осуществляться без помощи электричества. Обратный осмос - один из самых эффективных методов удаления минералов, тяжёлых металлов (свинец, медь, кадмий), мышьяка, солей (сульфаты, нитраты и фториды), асбестовых волокон и практически всех органических соединений. Кроме того, системы обратного осмоса удаляют большинство эстетических поллютантов, влияющих на вкус, запах и цвет воды. Осмотические системы уменьшают количество практически всех видов загрязнителей.
Центр контроля заболеваний рекомендует использовать системы обратного осмоса для профилактики заражения воды криптоспоридиями и лямблиями, поскольку размеры пор осмотической мембраны достаточно малы. В обратноосмотических системах обычно предусмотрена пред- и пост- фильтрация активированным углем и резервуар для чистой воды. Один из плюсов этих систем состоит в том, что они позволяют экономить на электричестве, если не иcпользуются системы подогрева и охлаждения воды.
Полупроницаемая мембрана обратного осмоса
Полупроницаемая мембрана фильтров обратного осмоса, также называемая частично проницаемой, избирательно-проницаемой, дифференциально-проницаемой, представляет собой искусственную мембрану из синтетических материалов, предназначенную для разделения смеси жидкостей на составляющие компоненты. Благодаря явлению диффузии, она пропускает через себя только определенные молекулы или ионы, все остальные остаются по ту сторону мембраны. Скорость прохождения молекул зависит от ряда факторов, важнейшими из которых являются давление жидкости, концентрация в ней примесей, температура и степень проницаемости самой мембраны обратного осмоса, разная для каждого раствора.
Фильтры обратного осмоса
Усовершенствование технологии обратного осмоса дало возможность применения фильтров для воды на её основе не только в промышленных, но и в домашних условиях. Благодаря этому по всему миру уже установлены тысячи подобных систем, позволяющих получить питьевую воду с высочайшей степенью очистки. Вода, получаемая на выходе систем фильтров обратного осмоса, признана экологически чистой и наиболее полезной для человека. По своим свойствам она близка к талой воде древних ледников.
Фильтры обратного осмоса подключаются к водопроводу, откуда поступает исходная вода для очистки, а все примеси сливаются в канализационную систему. Поры мембраны фильтра обратного осмоса размером в 0,0001 микрон пропускают только молекулы воды и кислорода, в результате чего на выходе получается вкусная, полезная питьевая вода, которая может употребляться даже некипяченой.
Вода, очищенная системами обратного осмоса.
В результате прохождения воды через фильтры системы обратного осмоса она избавляется от 99,9% примесей: железа, аммиака и аммонийных солей, нитратов, нитритов, фторидов, сульфидов, хлоридов, бикарбонатов, кальция, магния, связанного остаточного хлора, кремния, натрия остаточного аллюминия, тяжёлых металлов, мышьяка, асбеста, органических соединений, криптоспоридий, лямблий, поллютантов, свинец, ртуть, радий, уран. Кроме того, благодаря действию фильтров обратного осмоса значительно снижается общая жесткость воды, приводящая к образованию накипи во время кипячения, к белому налёту на посуде и других предметах. Как известно из определения, вода — это вещество, не имеющее цвета, вкуса и запаха. Вода, очищенная фильтрами систем обратного осмоса, абсолютно избавлена от запаха, чего не может обеспечить ни одна другая система водоочистки.
В технологии очистки воды фильтрами обратного осмоса используются синтетические мембраны с малым диаметром пор, проходя через них, молекулы воды оставляют все загрязнения за мембраной, а на выходе получается чистая, без примесей вода.
Процесс обратного осмоса требует создания давления со стороны концентрата. Для питьевой воды давление должно быть более 2 атм., для морской — 40-70 атм.
