Устройство и принцип работы обратного осмоса

Характеристики фильтра

Обратноосмические системы обладают значительным ресурсом и способны пропустить до 15 000 литров воды. Суточная производительность такой системы равна от 150 до 250 литров. Таким образом, для небольшой семьи (3-4 человека) данной установки даже при небольшом ресурсе будет достаточно на 2-3 года. Вода, прошедшая такую фильтрацию, не только очищается от примесей, но и от ряда бактерий и микробов.

Но стоит помнить, что каждые полгода необходимо заменять картриджи предварительной фильтрации. А раз в год – и картриджи финишной фильтрации. Подобные манипуляции в современных обратноосмических системах не составят труда и не займут много времени.

Мнение эксперта
Бородина Галина Валерьевна

Такие установки могут быть поставлены в квартире, частном доме или офисном помещении.

Работа установки обратного осмоса

Процесс осмоса основан на свойстве воды выравнивать уровень содержания примесей в растворах разделенных мембраной. Отверстия в этой мембране настолько малы, что проходить через них могут только молекулы воды.

Если в одной из частей такого гипотетического сосуда увеличить концентрацию примесей, вода начнет перетекать туда до тех пор, пока плотность жидкости в обеих частях сосуда не выровняется.

Обратный осмос дает прямо противоположный результат. В этом случае мембрану используют не для выравнивания плотности жидкости, а для того, чтобы с одной ее стороны собрать чистую воду, а с другой – раствор, максимально насыщенный примесями. Именно поэтому такой процесс называют обратным осмосом.

Все эти химические особенности мало интересны покупателям, особенно тем, кто не слишком хорошо разбирается в науке. Им достаточно понимать, что центром системы обратного осмоса является специальная мембрана, поры которой настолько малы, что не пропускают ничего, что превышает размеры молекулы воды, а это значительная часть загрязнений, содержащихся в водопроводной воде.

Увы, молекула воды – не самая маленькая на земле, например, молекулы хлора значительно меньше, поэтому они также могут просачиваться через мембрану. Кроме того, контакт с крупными взвесями этой мембране противопоказан. Ее мелкие поры при таком воздействии быстро засорятся, и этот элемент придется сразу же заменить.

На этой схеме наглядно изображены пять ступеней очистки воды с помощью системы обратного осмоса: предварительная очистка через три фильтра, мембрана и доочистка

Чтобы этого не произошло, в систему обратного осмоса включают еще три дополнительных фильтра, с помощью которых вода проходит предварительную подготовку. Мембрана разделяет частично очищенную воду на две неравные части. Примерно треть поступившего объема представляет собой чистую воду, которая затем поступает в накопительный бак.

Еще две треть объема воды – это часть, в которой сконцентрированы загрязнения. Такой концентрат сливается в канализацию. Между баком и краном обычно имеется небольшой контейнер. Здесь устанавливают картридж, который предназначен для повышения качества уже очищенной воды, например, для насыщения ее полезными минералами.

Схематически принцип действия обратного осмоса можно описать так:

1. Вода поступает из водопроводной системы на фильтры предварительной очистки.
2. Затем жидкость проходит процедуру обратного осмоса.
3. Очищенная вода поступает в накопительный бак.
4. Концентрат, содержащий отфильтрованные загрязнения, перемещается в канализацию.
5. Чистая вода из накопительного бака поступает на кран для чистой воды непосредственно или через дополнительные устройства.

Таким образом, система обратного осмоса представляет собой набор устройств, которые обеспечивают возможность получить питьевую воду с высокой степенью очистки. До недавнего времени такие системы использовались, главным образом, в промышленности, на предприятиях общественного питания в оздоровительных учреждениях и т.п.

Эта схема демонстрирует разделение потока воды, очищенной с помощью системы обратного осмоса, на два потока: чистую воду и концентрат, который перемещается в канализацию

Но из-за растущих требований к качеству водопроводной воды в последние годы популярность приобретают системы обратного осмоса, предназначенные для использования в быту. Они различаются по комплектации, производительности, размерам накопительной емкости и т.п. Фильтры и мембрану нужно периодически заменять.

Как определить, что мембрана нуждается в замене? По мере эксплуатации ее поры забиваются, и наступает момент, когда вода просто не проходит в накопительный бак. Такую мембрану придется заменить в любом случае. Но специалисты рекомендуют выполнять замену значительно раньше.

Система обратного осмоса состоит из накопительного бака, комплекта из трех фильтров предварительной очистки, мембраны и постфильтра для доочистки и обогащения воды

Для определения качества воды, очищенной с помощью системы обратного осмоса, используют электронный прибор – TDS-metr. С его помощью определяют уровень содержания солей в воде.

Для водопроводной воды до очистки этот показатель может составлять 150-250 мг/л, а после очистки по технологии обратного осмоса нормой считается солесодержание в пределах 5-20 мг/л. Если количество солей в очищенной воде составляет более 20 мг/л, мембрану рекомендуется заменить.

Желающие подобрать фильтры для воды, применяемые в различных ступенях очистки, много полезной информации найдут в следующей статье.

Установка обратного осмоса

Устройство обратного осмоса в промышленных масштабах работает при высоком давлении, поэтому установку оборудования следует проводить специалистам. В бытовых целях можно установить обратный осмос своими руками. Несмотря на множество элементов, входящих в комплектацию, всё оборудование вмещается под стандартной кухонной мойкой.

В комплект входит подробная инструкция по установке водоочистительной системы. Установка оборудования происходит в несколько этапов:

• врезка в водопровод;
• монтаж крана питьевой воды (обычно устанавливают дополнительным краном на мойке);
• подключение к канализационному сливу;
• установка накопительного бака;
• сборка и монтаж блока с фильтрами предварительной очистки, мембраной и постфильтром;
• соединение элементов шлангами;
• сверка всех элементов конструкции с инструкцией;
• запуск оборудования.

Схема подключения обратного осмоса

Как работает обратный осмос, поможет понять схема подключения.

1. Водопроводная вода поступает в блок предварительной очистки (три фильтра в виде колб).
2. Пройдя грубую фильтрацию, жидкость попадает на полупроницаемую мембрану.
3. Чистая вода наполняет накопительную ёмкость.
4. Концентрат, не преодолевший мембрану, смывается в канализацию.
5. При включении крана, на него поступает питьевая вода непосредственно из накопительного бака или пройдя посточистку и/или минерализацию через доп. устройства.

Принцип действия обратного осмоса

Метод обратного осмоса, принцип действия которого приведён выше, представляет собой систему, имеющую самый высокий уровень очистки воды для питья. Рассмотрим другие плюсы и минусы принципа действия обратноосмотического устройства.

Достоинства:

• очистка от органических и неорганических соединений;
• избавление от микробов, вирусов и бактерий;
• легкость монтажа;
• доступность комплектующих;
• простота замены фильтров;
• срок службы мембраны более 1года.

Недостатки:

• высокая цена оборудования;
• дороговизна сменных блоков;
• увеличивается расход воды (за счет смывки в канализацию концентрата);
• наличие давления не менее 2,8 атмосфер;
• нельзя использовать на горячей воде;
• медленный набор воды в накопительный бак;
• деминерализация воды.

Отсутствие в воде, прошедшей очистку обратным осмосом, минеральных веществ, разделили потребителей на два лагеря. Одни считают, что отсутствие примесей не влияет на организм, другие, напротив, видят в этом пагубное влияние на здоровье человека. Вред или польза, ответ на этот вопрос однозначный. При употреблении очищенной воды потребитель получает неоспоримую пользу. Отсутствие в ней минералов компенсируется приёмом разнообразной пищи, витаминными препаратами. Последние модели фильтров оснащены специальными минерализаторами.

Выбираем системы обратного осмоса под мойку

Фильтры для воды под мойку обратного осмоса способны удалить частицы, которые в 100 000 раз меньше толщины человеческого волоса (частицы до 0,001 микрон). Для такой глубокой фильтрации требуется время. Чтобы вам не пришлось ждать, пока вода наполнит емкость, вы можете использовать накопительный бак, который присутствует практически во всех моделях.

Бак мембранного типа предназначен для поддержания внутри определенного давления. Именно поэтому очищенную воду можно использовать даже тогда, когда в водопроводе нет давления. Необходимо учесть, что в характеристике указан общий объем бака. На самом деле запас воды в нем меньше в два раза.

В условиях ограниченного места под мойкой лучше отдать предпочтение системе с компактным встроенным баком для очищенной воды.

Стандартного фильтра для воды под мойку обратного осмоса будет достаточно для семьи, состоящей из 5-6 человек. Но в любом случае желательно, чтобы бак наполнялся быстро, в особенности, если вы ожидаете гостей и готовите обед на большое количество человек.

Скорость набора воды определяется конструкцией осмоса под мойку и давлением в водопроводе. Чем данный показатель выше, тем быстрее и продуктивнее работа фильтра и тем меньше воды расходуется в целях подготовки литра чистой питьевой воды. Если давление составляет менее 3,5 атмосфер, классический фильтр для воды обратного осмоса должен быть оснащен электрическим насосом для повышения давления. В противном случае очищенная вода будет скапливаться в баке очень медленно, при этом часть воды будет расходоваться впустую (вытекать в дренаж).

Многие дома характеризуются низким давлением водопроводной сети, которое выражается в слабом напоре холодной воды из-под крана. Следует учесть данный фактор при покупке фильтра для воды под мойку обратного осмоса. В данном случае лучше отдать предпочтение той модели, которая будет стабильно работать при низком давлении водопровода и сливать в дренаж небольшое количество воды.

Система обратного осмоса под мойку представляет собой специальную мембрану в одном из картриджей, все параметры у нее идентичные. Добавляются только специальные мембранные характеристики. По параметру производительности выделяют два типа мембран:

• 50G с производительностью до 196 литров/сутки (порядка 130 мл/мин);

• 100G – скорость фильтрации воды около 400 л/сут (280 мл/мин).

Первая разновидность мембраны стоит дешевле, а вторая – более дорогостоящая. Для нормального функционирования мембраны 50G требуется давление как минимум 1,5 атмосфер, для 100G – от 3 атмосфер. Если система не обладает таким давлением, следует приобрести установку, оснащенную встроенным насосом, также его можно установить самостоятельно, если правильно подобрать под параметры системы.

Преимущество картриджной системы в том, что можно подобрать фильтрующий элемент, подходящий для того или иного состава воды. Поэтому перед приобретением осмоса под мойку рекомендуется сделать анализ воды, чтобы подобрать конкретный фильтр, направленный на устранение выявленных проблем состава воды.

Фильтры для воды обратного осмоса под мойку плохо работают на воде, в котором содержится большая концентрация железа. Если вы столкнулись с данной проблемой, тогда следует установить оборудование, которое удаляет из воды излишки железа, и только после этого вы можете подключить фильтр для воды обратного осмоса под мойку.

Следует учесть, что систему обратного осмоса подключают к канализации. Именно туда сливается концентрация солей, удаляемых из воды

Если установка фильтра запланирована в загородном доме, где используют сливную яму или накопительную емкость, следует обратить на это внимание. В канализационные стоки сливается большой объем – на один литр чистой воды сливают от 2 до 4 литров концентрата, в зависимости от уровня жесткости воды.

Фильтры для воды обратного осмоса под мойку отрицательно реагируют на чрезмерно хлорированную или ожелезненную воду. Для этого перед мембраной устанавливаются предфильтры, устраняющие этот недостаток.

Читайте материал по теме: Обратноосмотическая мембрана

Как подключить систему самостоятельно

Обратноосмотический фильтр можно установить своими руками. Для этого понадобятся следующие инструменты и материалы:

• разводной водопроводный ключ;
• болгарка;
• дрель;
• герметизирующая лента для труб.

Для подключения обратноосмотического фильтра потребуется выполнить следующие действия:

• соединить между собой в соответствии с инструкцией блок, который включает в себя предфильтр, мембрану и постфильтр;
• подключить его к резервуару;
• выбрать подходящее место для установки;
• установить в раковину питьевой кран;
• соединить его с накопительным баком с помощью комплектной трубки;
• перекрыть подачу холодной воды;
• разъединить водопроводную трубу с гибкой подводкой кухонного крана;
• соединить их с помощью переходника-адаптера;
• с помощью комплектной трубки подсоединить к переходнику-адаптеру предфильтр;
• разрезать на две части трубу канализационного сифона под мойкой;
• вмонтировать в нее переходник;
• подсоединить к нему слив фильтра;
• разместить под раковиной элементы оборудования;
• подключить к ним в соответствии с инструкцией шланги на вход и выход;
• присоединить аккумулятор (если он есть в комплекте).

Если на кухонной мойке не предусмотрено дополнительного отверстия для питьевого крана, его придется делать самостоятельно с помощью дрели.

Перед тем, как установить в систему фильтрационные блоки, нужно убедиться, что с них снята защитная пленка. Если этого не сделать, вода не сможет проходить через очиститель.

На переходнике-адаптере, из которого поступает вода в фильтр, надо установить кран. Это поможет перекрывать жидкость, когда резервуар переполнен. Кран можно установить и между накопительным баком и фильтром. Но это сократит срок службы очистных блоков, так процесс обратного осмоса в них не будет останавливаться.

Важно. Когда все работы завершены, надо возобновить доступ воды к крану и понаблюдать за трубами

Это нужно для того, чтобы проверить их на предмет протечки. Наблюдение должно продолжаться 15 – 20 минут. Если за это время ничего не произошло, значит, монтаж проведен правильно.

Воду, которая получена в результате первого заполнения фильтра, не пьют. После того, как монтаж закончен, устройство промывают. Это можно сделать двумя способами:

• заполнить резервуар, а затем выпустить из него всю жидкость;
• открыть питьевой кран и дать некоторое время поработать устройству «вхолостую».

Только когда через фильтр прошел объем воды, который равен хотя бы половине объема накопительного бака, его можно использовать по назначению.

Такой предварительный запуск помогает избавиться от потенциально опасных веществ, которые могли сохраниться в очистных блоках после их окончательной сборки.

Недостатки обратноосмотических систем

Помимо неоспоримых преимуществ, обратноосмотическая очистка воды имеет ряд объективных недостатков:

•     дороговизна;
•     крупногабаритные установки;
•     необходимость предварительной очистки.

Специалисты в области гидроочистки считают данные недостатки вполне оправданными.

Технологии не стоят на месте и затрагивают буквально все сферы нашей жизни

В этой статье мы поговорим о методе очищения воды с помощью технологии обратного осмоса. Слово звучит ново и непривычно, но, на самом деле, такая вода давно используется во многих областях. Этот способ очистки воды первично был разработан и использован в вооруженных силах.

Военно-морские силы развитых стран воду давно очищают именно таким образом. И, наверное, излишне будет говорить о том, что все технологии проходят здесь самую тщательную проверку по всем параметрам.

С развитием прогресса технология очищения воды при помощи обратноосмотических фильтров получила массовое распространение, и была взята на вооружение многими развитыми странами.

На сегодняшний день большинство Европейских стран и США пользуются именно этой технологией.

Установка дополнительных приспособлений

Работу даже такого серьезного оборудования, как обратноосмотический фильтр, можно сделать более эффективной, установив дополнительные элементы.

Такие, как например:

• Регулятор давления. Оборудование предназначено для защиты элементов водопровода от перепадов давления, превышения допустимых значений на входе в фильтрационную систему и компенсации гидроударов.
• Система защиты от протечек. Устанавливается перед фильтром и перекрывает воду в случае протечек и попадания на нее воды. Минимизирует риски и ограничивает размер нанесенного ущерба, но не исключает полностью возможность утечек.
• Нитратный префильтр. Используется для эффективного удаления нитратов, место монтажа согласовывается со специалистами.
• Ледогенератор. Подключается через тройник в разрыв соединительной трубки, ведущей к питьевому крану.

Перед установкой фильтра измеряют манометром давление в магистрали. При значениях больших, чем 6,6 атм., устанавливают редуктор, при меньших, чем 2,2 атм., устанавливают насос, который будет создавать больший напор.

Для устройств, которые чаще всего используются чтобы улучшить функциональность обратного осмоса, далее приведено более подробное описание.

Элемент #1 — насос повышения давления

Мембранный фильтр, который является основой обратноосмотической системы, может полноценно функционировать только при определенном напоре воды в частном доме или квартире.

Если максимальное давление не превышает 2,8 атм., то для нормальной работы фильтра необходимо дополнительно установить помпу.

Если приходится докупать оборудование, то лучше это делать у одного производителя и руководствоваться разработанными им схемами подключения.

Пример одной из возможных схем. Насос может размещаться в разрыв поводящей трубки перед первым префильтром, а также после второго или третьего

Устанавливают насос только в паре с датчиком регулировки давления, который отвечает за его включение при падении давления и выключение при его скачке до максимума.

Датчик монтируют перед накопительным резервуаром, в разрыв трубки. При плохом качестве водопроводной воды перед насосом устанавливают магистральный фильтр грубой очистки.

Закрепляют насос повышения давления на горизонтальной или вертикальной поверхности с помощью специального кронштейна и шурупов

Если существует опасность усиления напора воды в системе до 3—4 атм., то для предотвращения протечек перед насосом нужно установить специальный клапан понижения давления.

Элемент #2 — ультрафиолетовая лампа

Иногда в обратноосмотическом фильтре складываются благоприятные условия для бурного развития микроорганизмов в следствии повышения температуры воды или  простоя системы в течение длительного времени.

Это приводит к обрастанию префильтров микроорганизмами, снижению напора и ухудшению производительности оборудования. И тогда для дезинфекции воды используют ультрафиолетовые фильтры.

Устройство состоит из таких частей: нержавеющего корпуса с УФ лампой, находящейся внутри и блока питания, который преобразует напряжение в сети в значения, необходимые для работы лампы и предохраняет ее от скачков напряжения.

Вода, проходя внутри корпуса, просвечивается ультрафиолетовыми лучами и обеззараживается.

УФ лампа может устанавливаться после фильтра или перед ним. При монтаже лампы перед фильтрационным блоком ее часто используют в комплекте с префильтром

Место установки ультрафиолетовой лампы может зависеть от тех целей, которых необходимо добиться:

• на входе в фильтр – для устранения сильных биологических загрязнений водопроводной воды;
• между краном и емкостью – для защиты от попадания в бак микроорганизмов из питьевого крана.

На лампе для удобства монтажа предусмотрены две клипсы, которые помогают закрепить ее на блоке фильтрации или на любой другой поверхности.

Элемент #3 — минерализатор для воды

Вода, прошедшая через мембранный фильтр, на 90—99% очищается и избавляется от любых примесей, в том числе полезных и необходимых организму минеральных элементов. Такая вода кисловата на вкус.

Минерализаторы восполняют недостаток необходимых минералов, корректируют уровень PH. Картриджи-минерализаторы разных торговых марок могут отличаться по своему составу и ресурсу и обогащать воду кальцием, цинком, магнием, другими элементами.

Установку минерализатора проводят после мембранного фильтра и подключают преимущественно к двойному крану. Таким образом, у пользователя появляется возможность выбора между простой очищенной и минерализованной водой

В некоторых моделях фильтров обратного осмоса минерализатор играет также роль фильтра и устанавливается как последняя ступень очистки.

Принцип работы фильтра обратного осмоса

Процесс обратного осмоса изобрели в 1970 годах для опреснения морской воды и очистки жидкости, непригодной для употребления человеком. Главный элемент устройств, которые работают на его основе – избирательно-проницаемая мембрана. Она представляет собой тонкий слой полимера, который пропускает через себя только часть химических соединений.

В случае с бытовыми фильтрами через мембрану может проходить вода и некоторые другие безопасные для здоровья человека элементы. Все, что может навредить, остается по ту сторону барьера и удаляется с частью жидкости.

Система, которая собрана по такой схеме, работает следующим образом:

• вода под давлением поступает в емкость, разделенную на две части мембраной;
• в силу особенностей строения мембраны жидкость перетекает в ту половину емкости, где больше посторонних примесей, пока плотность обеих частей воды не станет одинаковой;
• в результате в одной половине емкости остается максимально чистая жидкость, в другой – насыщенная различными посторонними химическими соединениями.

После очистки часть воды с примесями утилизируют, а очищенную жидкость пьют. У нее нейтральный Ph и низкая жесткость. Благодаря этому она безопасна для здоровья человека.

Важно. Помимо мембраны большинство устройств имеют стандартные средства очистки, как на традиционных конструкциях

Они применяются для финальной фильтрации.

Конструкция и характеристики фильтра

Устройство несложное, компактное и подходит для маленьких помещений.Осмотический фильтратор состоит:

• тройника и вентиля для подачи H2O;
• картриджа грубой механической очистки;
• абсорбирующего картриджа;
• вторичный механический очиститель с ячейками 1-3 мкм;
• колбы с осмотической мембраной;
• ограничителя потока для создания избыточного давления;
• дренажный хомут для сброса в канализацию концентрированной жидкости;
• распределитель потоков;
• гидроаккумулятор для накопления чистой осмотической воды;
• колба с угольным постфильтром;
• Бак;
• Помпа и блок питания.

Если в модели предусмотрен минерализатор, или биокерамический фильтратор, устанавливают двойной кран для фильтра. На работу устройства влияют: скорость фильтрации, материал для фитингов и запорной арматуры, селективность к загрязнению (размер ячеек), зависимость от давления в системе водопровода.

Как обслуживать установку

Необходимо примерно раз в квартал промывать фильтрующие мембраны специальными химическими реагентами. Замена полупроницаемых мембран проводится раз в 2–3 года.

Это необходимо для минимизации потерь воды – нормально настроенная установка сливает 20–40 % исходной жидкости в виде концентрата в канализацию.

• Если фильтры неправильно обслуживаются, то сброс может вырасти до 50–60 %.
• Если мембраны забились, то производительность установки падает на 15–20 % и более процентов.

Если в исходной воде повышенное содержание солей, то для снижения образования осадка используется специальный реагент – антискалант (например, марки «Аминат К», «Экотрит», «Ависта» и другие). Этот способ защищает мембраны и снижает их износ.

Похожие записи:

Устройство, принцип действия и виды дефлекторов вентиляционных для крыши, выбор модели и монтаж Каталог Самодельный коллектор для теплого пола Децентрализованное водоснабжение: виды источников и организация забора из них воды Конструктивные особенности и сфера применения нулевой шины Автозапуск для генератора своими руками схемы