Принцип роботи зворотного осмосу

Estimated read time 1 min read

Введення

У цьому матеріалі ми розповімо вам про принцип роботи зворотного осмосу. Ми пояснимо складні речі максимально простими словами. Тому, якщо хочете розібратися, що таке осмос і як він працює – ця стаття для вас.

Принцип роботи зворотного осмосу полягає у переході молекул води через напівпроникну мембрану та затримку мембраною солей. Тобто ціль – очистити воду від солей. Солі – це найдрібніші частинки, що розчинені у воді, їх дуже складно відфільтрувати. Тому вважається, що якщо немає солей, то вода безпечна. Але не ідеальна, про це ми поговоримо пізніше. Щоб було більше зрозуміло, треба спочатку розглянути, що таке осмос, або прямий осмос, та зворотний осмос.

 

Що таке прямий осмос

Осмос – процес усереднення концентрацій розчинів, що розділені напівпроникною мембраною. Подивіться на перший малюнок, на ньому зліва зображена ємність, що розділена осмотичною мембраною. Через неї може пройти тільки речовина-розчинник, тобто у нашому випадку – лише вода. Розчинені у воді речовини мембрана не пропускає.

По різні сторони мембрани знаходяться розчини різної концентрації, наприклад зліва хай буде п’ятивідсотковий розчин солей, справа – п’ятнадцятивідсотковий. П’ятивідсотковий розчин солей означає, що у 100 мг води 5 мг солі. Відповідно, у п’ятнадцятивідсотковому – 15 мг солей на 100 мг води. Вода буде переходити з розчину меншої концентрації у розчин з більшою концентрацією, щоб концентрації розчинів були однаковими. Щоб не проводити складні математичні розрахунки, домовимося, що розчини по обидві сторони мембрани стали десятивідсотковими. Таким чином ми отримаємо результат на першій картинці справа. Оце процес переходу води є прямий осмос.

Що таке зворотний осмос

Зворотний осмос – це процес переходу води через напівпроникну мембрану з розчину з більшою концентрацією в розчин з меншою концентрацією. Тобто процес у зворотному напрямку, але як це можливо? А можливо це завдяки тиску води зі сторони розчину з більшою концентрацією. Якщо ми розглянемо приклад з фільтром для води, де є осмотична мембрана, то цей фільтр під’єднується до водопроводу і на мембрану давить вода водопровідним тиском. З цим тиском водопровідна вода виходить з вашого звичайного холодного крану на кухні.

Якщо ми надавимо водопровідним тиском на розчин, то вода під тиском буде проходити через осмотичну мембрану, а солі будуть залишатися. Звичайно, ці солі мають кудись діватися, бо через велику концентрацію вони можуть пролазити крізь мембрану. Тому у фільтрі інженери придумали злив води в каналізацію. Тобто ваш фільтр – система зворотного осмосу – має бути під’єднана до сифону під раковиною, щоб зливати ропу (воду з великою концентрацією солей) в каналізацію. Більш детальніше про будову самого фільтру ми розповідаємо у відео внизу статті.

Принцип роботи зворотного осмосу

Система зворотного осмосу

Принцип роботи зворотного осмосу є основою для фільтрів, які і отримали назву “система зворотного осмосу”. Фільтр влаштований досить просто: основний елемент, що дозволяє отримувати воду високого ступеня очищення – це тонкоплівкова мембрана. Якщо пояснювати зовсім спрощено, то вона подібна до сітки, розмір отворів якої можна порівняти з розміром молекули води. Зрозуміло, крізь таку «сітку» можуть пройти або самі молекули води, або речовини, розмір молекул яких ще менше – розчинений у воді кисень, водень і т.п. В результаті цього з води видаляються практично всі розчинені компоненти, а також солі важких металів, органічні домішки і бактерії. Ну а всі інші конструктивні елементи системи зворотного осмосу покликані забезпечувати сприятливі умови для роботи мембрани.

Уявіть собі, як швидко повинні забитися брудом такі маленькі пори мембрани, якщо на неї буде надходити звичайна водопровідна вода! Для того щоб цього не сталося, перед мембраною встановлюється – кілька ступенів попереднього очищення. Серед них обов’язково присутні:

  • ступінь очищення від механічних забруднень, що затримує суспензії, пісок і нерозчинні домішки з розміром часток більше 5 мкм
  • забезпечує хімічне очищення від хлору, хлорвмісних сполук, пестицидів, органіки і т.п. за допомогою сорбції на активованому вугіллі

 

Умови роботи зворотного осмосу

Залежно від якості початкової води кількість фільтрів попереднього очищення може бути збільшена, наприклад, може встановлюватись пом’якшувач води або знезалізувач води. Зазвичай такі фільтри очищують всю побутову воду у приміщенні, а питний фільтр працює на кухні під мийкою.

У процесі роботи перед мембраною накопичуються відфільтровані солі та різні домішки, через що вона може засмітитися і припинити працювати. Для постійного зливу цих «відходів» існує злив в каналізацію. Тому мембрана служить в рази більше, ніж будь-які картриджі. І навпаки, якщо картриджі не замінювати вчасно, то мембрана може вийти з ладу раніше.

Для досягнення нормальної продуктивності мембрани, на неї повинна надходити вода під тиском 3,5-4 атмосфери. Такий тиск – звичайна справа для більшості муніципальних водопроводів у великих містах. За умови тиску води менше 2-2,5 атмосфер потрібен насос підвищення тиску.

Якщо очищена вода споживається нерівномірно і періодично її витрата може зростати, то система очищення зазвичай доповнюється ємністю для зберігання чистої води. Іноді застосовується більш дорогий, але, відповідно, і більш ефективний спосіб – системи оснащуються насосом з істотно більшою потужністю і більш продуктивною мембраною.

 

Висновки

Фільтруюча здатність системи зворотного осмосу є справді унікальною. Жоден з фільтрів, що працюють за іншим принципом – механічного очищення, адсорбції або іонного обміну – не може забезпечити подібного ступеня очищення. Дуже важливо розуміти те, що навіть найкращі з “простих” побутових фільтрів не видаляють або далеко не повністю видаляють з води пестициди, бактерії, тригалометани, інші канцерогенні хлорорганічні сполуки, а також важкі метали і радіонукліди.

Тим не менш, сучасні побутові осмоси мають у комплекті нові постфільтри, які покращать якість питної води.

Ознайомтеся з нашими відео на цю тему та вибирайте ваш новий зворотний осмос.

Читайте далі: Привід пити чисту воду

Привід пити чисту воду

Ще статті цієї ж категорії:

+ There are no comments

Add yours