В статье рассмотрим работу фильтра обратного осмоса — технологии, широко применяемой в промышленности для достижения высокого качества очистки воды. Описывая суть процесса, мы осветим основные принципы работы данного устройства и его отдельных элементов. Таковы вопросы, на которые мы попытаемся ответить.

Технология обратного осмоса является одной из самых популярных на сегодняшний день для очистки воды. Ее основное отличие от других методов заключается в использовании полупроницаемой мембраны, которая позволяет пропускать молекулы воды, но задерживает соли, микробы и другие загрязнители. В результате процесса очистки вода становится кристально чистой.

Принцип работы фильтра обратного осмоса опирается на давление. Когда вода проходит через мембрану, ее молекулы передвигаются вдоль градиента давления: от высокого давления на стороне входа к низкому давлению на стороне выхода. При этом, часть воды проходит через мембрану, а остальная часть — нет.

Важным элементом фильтра обратного осмоса является бустерная помпа, которая потребляет энергию для создания необходимого давления. Еще одним важным элементом является запасной резервуар, который накапливает воду после очистки, обеспечивая продолжительное использование воды кристально чистой.

В заключении можно сказать, что принцип работы фильтра обратного осмоса позволяет достигать высокой эффективности очистки воды, именно поэтому он является наиболее востребованным методом в различных промышленных сферах.

Работа фильтров обратного осмоса для предприятий: в чем заключается принцип работы

Применение обратноосмотического фильтра получило широкое распространение с 1970-х годов. Он используется в промышленности для обессоливания морской воды и очищения пресной воды от примесей, чтобы сделать её пригодной для питья или технических нужд. Фильтры обратного осмоса используются и для производства, но сейчас они стали доступны также для очистки воды в бытовых условиях.

Принцип работы фильтра обратного осмоса заключается в том, что жидкость подается под давлением через ячеистую мембрану. Мембрана представляет собой молекулярное сито с настолько узкими отверстиями, что пропускают сквозь себя только молекулы воды и сходные по молекулярному размеру другие химические соединения. Вредные примеси, такие как тяжелые металлы, нитриты, нитраты и фосфаты останавливаются на мембране.

Модули обратного осмоса предназначены для фильтрации инородных включений, и могут удалить до 99,9% примесей. Также существуют простые и относительно дешевые мембраны, подходящие для бытовых нужд, к примеру, для полива растений, однако они останавливают только 80–95% примесей.

Фильтры обратного осмоса, используемые для очистки бутилированной и водопроводной воды в малых масштабах, недороги и не являются производительными, как многие промышленные фильтры, поэтому они могут использоваться в качестве магистральных фильтров для очистки воды в обычных квартирах.

Статья о конструктивных особенностях промышленных установок обратного осмоса содержит описание основных элементов таких установок. К ним относятся фильтры тонкой очистки, система реагентной подготовки, насос высокого давления, блок фильтрующих модулей и панель управления. Несмотря на то, что существует множество разных видов насосов высокого давления, все они выполняют одну и ту же функцию — создание давления, необходимого для фильтрации воды через мембрану.

В установку помещается спираль, образованная полупроницаемой мембраной. Неочищенная вода с помощью насоса поступает внутрь этой спирали, а выходит из установки в двух потоках: один — с концентрированными примесями, а другой — очищенная и обессоленная вода. Для частичной очистки воды используются фильтры тонкой очистки, которые отсеивают крупные частицы, способные повредить мембрану. В свою очередь, система реагентной подготовки видоизменяет химический состав примесей, а блок фильтрующих модулей задерживает соли, меньшие по размеру, чем молекулы воды, некоторые бактерии и вирусы.

Несмотря на то, что растворенный в воде кислород сохраняется, такие установки могут потребовать добавления накопительного бака, особенно если расход очищенной воды неравномерный. Процесс очищения воды через мембрану медленный, в связи с чем высокая нагрузка на фильтрующие элементы требует временного накопления и хранения воды. Интересно, что древние греки использовали примитивные варианты установок обратного осмоса, чтобы опреснить морскую воду. Такие фильтры представляли собой сосуды со стенками из воска, которые опускали в море и пропускали через мембрану пресную воду.

Возможности и функционал систем промышленного обратного осмоса

Системы фильтрации, использующие промышленный обратный осмос, могут обладать разнообразным функционалом, в зависимости от специфики применения. Обычно такие системы характеризуют следующие параметры:

1. Производительность – от 125 л/ч до 2000 л/ч и более.
2. Срок службы мембраны – 3-5 лет или более, при условии правильной эксплуатации и использовании высококачественных материалов.
3. Непрерывная работа, которая длится не менее одного часа. Перерыв фильтрации в таких системах не должен превышать 2 дней. Необходимо также учитывать длительное простояние мембраны, поскольку при отсутствии воздействия солей и бактерий на фильтрующий элемент может накапливаться различный мусор, что требует ее обслуживания.
4. Качество очистки в установках промышленного осмоса достигает 100%.

Для того, чтобы продлить срок жизни мембраны, необходимо обеспечить надлежащий уход за системой. Мембрана чрезвычайно чувствительна к любым механическим и химическим повреждениям, которые могут быть вызваны взвесью бактериальных колоний, коллоидными веществами, а также окисями металлов, песком и глиной. В связи с этим промышленный осмос обязательно дополняется другими фильтрами, которые предотвращают подобные проблемы. Кроме того, фильтр необходимо периодически очищать. В некоторых конструкциях мембрана может очищаться дополнительным потоком во время работы.

Важно учитывать, что системы промышленного обратного осмоса применяются на предприятиях, где есть необходимость в тонкой очистке воды, приближенной к дистилляции. Наиболее часто такие системы используются в пищевой, теплотехнической, химической, нефтехимической, парфюмерно-косметической, лесной, целлюлозно-бумажной и медицинской отраслях промышленности, а также в сфере тяжелого машиностроения, энергетики и металлургии.

Сегодня на рынке представлен широкий ассортимент фильтров обратного осмоса. Корейские, американские, тайваньские и украинские бренды очень популярны, но, зачастую, российские фильтры превосходят их по качеству, а стоимость ниже из-за меньших расходов на транспортировку и отсутствия расходов на «растаможку». Среди отечественных производителей есть доверенные компании, такие как «Экволс», «Гидра Фильтр», «Аквафор», «Экодар», «Водэко», «Гейзер» и др. Однако, чтобы выбрать наилучший фильтр обратного осмоса, нужно учитывать заранее выбранные характеристики, а также стоимость владения, включая расходы на качество, скорость и объем очистки воды, а также затраты на обслуживание, энергоснабжение и потерю сброшенной в слив грязной воды в установках данного типа. В идеале, консультацию специалиста следует получить, чтобы точно понять, какой бренд и модель фильтра обратного осмоса нужен в конкретном случае.

За счет использования метода обратного осмоса, вода проходит наивысшую степень очистки среди других типов фильтрации. Она полностью безопасна для здоровья людей и техники, использующей ее, но не содержит микро- и макроэлементов, которые необходимы для нашего организма. Чтобы придать этой фактически идеально чистой, но лишенной жизни воде необходимые для потребления ионы солей и другие полезные вещества, используют минерализаторы. Однако, в случае использования очищенной обратным осмосом воды, например, в теплогенерирующих установках, дальнейшая минерализация не рекомендуется.

Таким образом, у лучших фильтров обратного осмоса есть несколько недостатков:

• Не все они удаляют мельчайшие органические частицы и газообразный хлор (дополнительные модули очистки могут быть необходимы).
• Фильтрация приводит к снижению объема воды на выходе, который уменьшается до трети из-за того, что загрязненные фракции удаляются вместе с отходами, что снижает рентабельность использования фильтров.
• Использование очищенной воды таким способом может быть вредным, так как натрий, кальций, магний, калий и другие полезные элементы также удаляются. Это может привести к заболеваниям костей, зубов и кожи при длительном употреблении. Вместе с тем, снижение содержания солей в промышленной воде - необходимое условие для долгосрочной эксплуатации таких установок, в частности, теплоустановок.

Подходя к выбору очистной системы с учетом потребностей своего производства, с использованием рекомендаций экспертов и проверенных обзоров отдельных фильтров обратного осмоса, можно найти подходящее оборудование. Только учитывая конкретные требования и особенности каждого случая, можно сделать выбор в пользу наилучшей очистной системы.

Фото: freepik.com