Как работает обратный осмос
В настоящее время для эффективной очистки воды применяют технологию обратного осмоса.
Американские ученые в 60-х годах занимались исследованием обратного осмоса в секретных лабораториях. Эту технологию в то время использовали только в военной и космической промышленности. Но ближе к 80-м годам установки обратного осмоса появились в общедоступной продаже.
Системы обратного осмоса сейчас не заменимы для многих отраслей промышленности.
Они необходимы для деминерализации, обессоливания и обезжелезивания воды, дополнительной очистки сточных вод, для устранения из жидкости натрия, органических примесей и бактерий, кальция и магния, аммиака и аммонийных солей, нитратов, нитритов и фторидов, кремния, бора и других вредных веществ.
Так как же функционирует эта технология по очистке жидкости?
Принцип работы обратного осмоса.
Принцип действия обратного осмоса можно разделить на следующие этапы.
-
Предварительная подготовка воды.
-
Прохождение жидкости через полупроницаемую мембрану или систему мембран обратного осмоса.
-
Собирание очищенной жидкости в емкость-накопитель.
-
Конечная очистка.
-
Подача очищенной воды через отдельный спец кран.
Рассмотрим подробнее принцип работы системы обратного осмоса.
Обратноосмотические мембраны — самое важное и дорогое в системе, поэтому на первом этапе вода проходит сначала механические и угольные фильтры для водоподготовки.
Первым стоит механический полипропиленовый фильтр, который задерживает песок, частицы глины, ржавчину, слизь и прочие взвеси размером от 0,5 мк до 5 мк. Затем вода проходит через угольный фильтр. Здесь происходит очистка от соединений тяжелых металлов, хлора и углеводородов (нефтепродуктов), ядохимикатов (пестицидов) и прочих вредных веществ. Третий фильтр — механический, который удаляет примеси и соединения размером до 1 мк.
На втором этапе происходит основная, глубокая очистка. Предварительно очищенная жидкость "продавливается" с помощью насоса высокого давления через слои полупроницаемой мембраны. Для эффективной очистки требуется определенное рабочее (осмотическое) давление, если оно будет ниже 3 атм, то скорость фильтрации снижается и может вообще приостановиться. Чем более насыщен раствор солями, тем более высокое давление нужно для создания чистой воды. Так, для низконапорного осмоса требуется давление в пределах 6-12 атм, для высоконапорного осмоса — 12-16 атм. Чтобы очистить соленую морскую воду, потребуется 40-70 атм.
Проходя через мембрану, жидкость разделяется на два потока — очищенную (пермеат или фильтрат) и сильно загрязненную (концентрат или рассол). На поверхности мембраны оседают все имеющиеся загрязнения, так как поры материала мембраны равны размеру молекулы воды 0,0001 микрон (0,1 нанометра), то вода спокойно проходит через нее.
Внешнее, более высокое давление оказывает определенное воздействие на концентрированный раствор, из-за чего молекулы воды проходят через мембрану в обратном направлении и попадают в пермеат. Благодаря этому, уровень чистой воды увеличивается. Это и есть принцип работы обратноосмотической системы
Очищенная жидкость попадает в емкость-накопитель, а концентрат — в канализацию. Загрязнения на мембране смываются в дренаж (канализацию). Емкость-накопитель автоматически наполняется по мере забора очищенной жидкости. Его чаще всего изготавливают из листовой стали, которую покрывают эмалью. Емкость имеет штуцер для забора и подачи воды.
Из воды можно удалить до 99,9% различных примесей. От всего объема жидкости только 1/3 часть становится очищенной, остальная уходит в слив. Состав чистейшей воды становится практически как у талой или дистиллированной воды.
На четвертом этапе, чтобы полностью устранить возможные остатки примесей, жидкость проходит через фильтр обеззараживания, ультрафиолетовый стерилизатор или модуль хлорирования. Затем кристально чистая вода может применяться на любом производстве.
На эффективность очистки влияют некоторые внешние факторы.
-
Давление. Мы уже говорили о влиянии давления выше.
-
Температура — чем она выше, тем лучше жидкость проходит через обратноосмотическую мембрану.
-
Состав исходной воды — чем выше концентрация загрязняющих примесей, тем быстрее засоряются механические и угольные фильтры. Их необходимо менять, чтобы не снижать качество работы мембраны и не подвергать ее быстрому износу.
-
Если кислотность исходной жидкости велика, то необходимо использовать для фильтра pH-корректор.
-
Материал мембраны должен иметь высокие показатели механической прочности, селективности, проницаемости, устойчивости к воздействию активных химических элементов.
Если требуется добавить в состав чистой воды некоторые минералы — калий, магний, натрий, кальций и прочие, то дополнительно в установку помещают минерализатор.
Плюсы и минусы использования системы обратного осмоса.
Преимущества:
-
Можно видоизменять методы и степени очистки жидкостей. Если исходная жидкость имеет хорошее качество, то этап предварительной очистки можно сократить.
-
Можно устанавливать дополнительные устройства, например, ультрафиолетовую лампу, минерализатор и прочие.
Недостатки:
-
Небольшой процент объема пермеата по отношению к полученному концентрату.
-
Обратный осмос не может очистить жидкость от ионов хлора и гербицидов.
г. Тольятти, улица Комсомольская, 86А
8 (800) 302-79-37 (звонок по России бесплатный)
ТЭХ-Групп: всё для промышленной водоподготовки и водоочистки
