Заказать обратный звонок
Задать вопрос

Осмос и обратный осмос для очистки воды

Системы обратного осмоса основаны на явлении осмоса и обратного осмоса и в настоящее время широко применяются в установках очистки воды.

Осмос: Что это за явление

Явление осмоса - что это за явление

Осмос - это процесс односторонней диффузии (переноса) молекул растворителя через полупроницаемую мембрану из правой полости В с высокой концентрацией растворителя (в нашем случае - это чистая вода) в левую полость А - в сторону большей концентрации растворённых веществ или, что тоже самое, меньшей концентрации растворителя.

Иными словами, движущая сила процесса осмоса заключается в том, что растворитель "старается" разбавить концентрацию растворенных веществ в полости за мембраной до минимума.

Таким образом, за счет явления осмоса растворитель диффундирует (переходит через мембрану) в полость А с меньшей концентрацией растворителя, что приводит к расту давления в этой полости и, соответственно, поднимает уровень поверхности раствора по отношению к уровню в полости В растворителя.

Это происходит до тех пор, пока напор (разница уровней жидкости по разные стороны мембраны) не уравновесит движущую силу осмоса при переносе растворителя через полупроницаемую мембрану.

Таким образом, происходит увеличение концентрации «растворителя» в полости А с растворенными веществами (то есть разбавление раствора растворителем), и за счет этого повышается уровень поверхности жидкости в этой полости. Схематично это представлено на рис.ОСМОС.

Высота подъема раствора Н (напор) равна осмотическому давлению Ро

Обратный осмос: что это такое

Обратный осмос - что это за явлениеЯвление обратного осмоса заключается в том, что наоборот, если приложить к раствору (например, к воде с растворенными примесями) в левой полости А давление Р, большее осмотического давления Ро , то будет происходить диффузия молекул воды (растворителя) через полупроницаемую мембрану М в правую полость В, в которой начнет накапливаться очищенная вода.

Обратный осмос — это процесс, в котором за счет высокого давления через полупроницаемую мембрану продавливают растворитель (воду) из более концентрированного в менее концентрированный раствор, то есть в обратном для явления осмоса направлении. Таким образом, системы обратного осмоса позволяют очищать воду от растворенных примесей.

Явление обратного осмоса известно давно, но только с семидесятых годов прошлого столетия обратный осмос стали широко использовать как в системах водоочистки, так и в ряде других технологий (например, при концентрировании соков, очистке медицинских препаратов, очистке сточных вод и многих многих других).

Обратный осмос: Схема фильтра

Однако, просто приложив высокое давление к полости растворенных веществ невозможно добиться качественной работы системы обратного осмоса. Дело в том, что на поверхности обратноосмотической мембраны происходит осаждение частиц, которые закупоривают мельчайшие поры полупроницаемых мембран и тем самым очень быстро приводят к снижению производительности установок обратного осмоса.

Для предотвращения этого, необходимо дополнительно обеспечить возможность очистки поверхности мембраны за счет высокой скорости потока очищаемой воды, протекающей вдоль поверхности мембраны. Схематично установка обратного осмоса выглядит так:

  1. Схема работы фильтра обратного осмоса1. Фильтр тонкой механической очистки,
  2. 2. Насос повышения давления (помпа),
  3. 3. Обратноосмотический модуль.

Потоки внутри обратноосмотического модуля распределяются следующим образом: поток фильтрата, который в системах обратного осмоса именуется "пермеатом", составляет обычно 25...40% от потока исходной воды, а поток концентрата, сбрасываемого в дренаж, - соответственно 60..75%.

Чтобы не сбрасывать большое количество концентрата в дренаж, часть концентрата иногда закольцовывают - направляют на вход повысительного насоса. Это позволяет уменьшить сброс концентрата в дренаж, экономя при этом до 25..30% исходной воды.

Наша компания производит как бытовые фильтры обратного осмоса Ключ-М2, способные обеспечить питьевой водой семью из 4-6 человек, так и высокопроизводительные системы обратного осмоса Ключ-М для коттеджей и промышленности производительностью от сотен до тысяч литров в час.

Двухстадийный обратный осмос: Схема установки

Для получения особо чистой воды, требующейся, например для медицины, электроники и некоторых других отраслей, применяют системы двухстадийного обратного осмоса. При этом концентрат со второй стадии очистки полностью возвращают на вход повысительного насоса, а часть концентрата после первой стадии обратного осмоса сбрасывается в дренаж.

Это позволяет получать до 75..80% пермеата из исходной воды, сбрасывая в канализацию соответственно лишь 20..25% от потока исходной воды.

Такие двухстадийные системы глубокой очистки воды применяют в частности для нужд медицины, например, установка получения воды для инъекций УВИ-0,15.

Обратный осмос: Эффективность очистки

Эффективность очистки воды от растворенных веществ методом обратного осмоса (иначе называемая селективностью мембраны) доходит до 97-99%. Селективность мембран обратного осмоса зависит от размеров ионов растворенных примесей и ориентировочно характеризуется следующими величинами:

Ионы

Количество ионов,

проходящих через мембрану, %

Селективность мембраны

(Количество ионов,

задерживаемых мембраной), %

Аммоний

8

92

Натрий

5

95

Калий

5

95

Магний

3

97

Стронций

3

97

Кальций

2

98

Нитрат

15

85

Хлорид

5

95

Фторид

5

95

Сульфат

3

97

Фосфат

1

99

Системы обратного осмоса: Классификация по давлению

В зависимости от давления воды, создаваемого насосом на входе в мембраны обратного осмоса, и концентрации растворенных веществ - установки обратного осмоса обычно делят на установки низкого давления (от 3 до 5 атм (кг/см2) , среднего давления - до 20 атм, и высокого давления - свыше 20 атм.

Системы обратного осмоса низкого давления используются при низкой минерализации очищаемой воды (обычно менее 1000 мг/л и малой производительности по очищенной воде).

Установки обратного осмоса среднего давления обычно используются при минерализации до 3000 мг/л либо при сравнительно высокой производительности - до нескольких тысяч литров в час.

Системы обратного осмоса высокого давления используются при высокой концентрации растворенных веществ, например для обессоливания морской воды, и при требовании высокой производительности по очищенной воде.

Чтобы система обратного осмоса для очистки воды служила долго

Поскольку поры обратноосмотической мембраны имеют очень малый размер (менее 0,01 мкм), то во избежание образования отложений на мембране обратного осмоса и закупоривания ее мельчайших пор необходимо позаботиться о том, чтобы подавать на мембранную установку воду после предварительной водоподготовки (предварительно очищенную воду).

Чаще всего для этой цели устанавливаются фильтры предварительной очистки воды: фильтр очистки воды от грубых механических примесей Сапфир-П, безреагентные фильтры удаления железа Сапфир-BR, фильтры для умягчения воды Сапфир-У, сорбционный фильтр Сапфир-А с активированным углем, либо всего лишь один-два из перечисленных фильтров, которые выбираются исходя из результатов химического анализа качества исходной воды.

 

Как заказать и купить фильтр для воды

 

Теги: осмос