Процесс обратного осмоса, как способ промышленной очистки воды, используется с начала 60-х годов. Изначально системы очистки, использующие принцип обратного осмоса, были разработаны по заказу военных для опреснения морской воды. Этот метод оказался эффективней и экономичней любого другого метода очистки! Именно такие системы применяются при водоподготовке в фармакологии и при производстве бутилированной питьевой воды многими брэндами. Производители алкогольной продукции, желающие добиться безупречного качества своих напитков, используют воду, очищенную именно методом обратного осмоса. Это явление лежит в основе обмена веществ всех живых организмов. Благодаря чему в каждую живую клетку поступают питательные вещества и, наоборот, выводятся шлаки. Совершенствование технологии сделало возможным применение обратноосмотических систем в домашних условиях. Получаемая обратным осмосом вода имеет уникальную степень очистки. По своим свойствам она близка к талой воде древних ледников, которая признается наиболее экологически чистой и полезной для человека.
Обратноосмотическая мембрана
По сути, обратноосмотическая мембрана - это сердце и душа системы обратного осмоса. Разработка системы начинается с подбора мембраны, а другие компоненты выбираются исходя из свойств мембраны. Существует три типа обратноосмотических мембран, каждая из которых имеет свои преимущества и недостатки.
Наиболее оптимальной для бытовых целей по соотношению цена-производительность-ресурс-качество является тонкослойная полупроницаемая полиамидная мембрана. Эта мембрана имеет пористую структуру. Диаметр поры (0,0001 микрон) достаточен, чтобы пропускать молекулы воды, но мал для прохождения ионов и молекул растворенных веществ. Размеры некоторых растворенных веществ (например, ионы натрия, хлор-ионы и т.д.) незначительно отличаются по размеру от молекул воды. Однако следует иметь в виду не фактические размеры ионов, а диаметры их гидратных оболочек, которые равны (0,0004 - 0,001 микрон), что значительно больше диаметров молекул воды. Таким образом, молекулы воды беспрепятственно проходят через мембрану, а все другие растворённые субстанции остаются по ту сторону.
Молекулы воды, продавливаясь через поры мембраны, испытывают сопротивление со стороны мембраны - осмотическое давление. Поэтому для возникновения обратного осмоса необходимо приложить внешнее давление, превышающее осмотическое. Как правило, давление в обычной водопроводной магистрали (около 4-8 бар), вполне достаточно для этих целей. Для систем с пониженным давлением (ниже 2 бар) рекомендуется устанавливать дополнительный насос.
Разделяемый поток водопроводной воды под давлением, превышающим осмотическое, подаётся в сосуд с мембраной, из которого выходят два потока: фильтрат, очищенный от растворенных веществ (практически дистиллированная вода), и концентрат с увеличенным по сравнению с исходной жидкостью содержанием растворенных веществ.
Метод перекрёстного течения
Для того, чтобы загрязняющие вещества не скапливались на поверхности мембраны, в технологии обратного осмоса широко используется метод перекрёстного течения. В то время как часть жидкости проходит через мембрану, другая её часть движется вдоль неё, вымывая из мембраны задержанные частички. Таким образом, мембрана самоочищается.
Ключевым звеном метода перекрёстного течения является ограничитель давления. Он контролирует регенерацию системы (т.е. количество очищенной воды в сравнении с водой, сброшенной в канализацию). Для предотвращения выпадения на поверхности мембраны загрязняющих веществ (гидроокись железа, солей жесткости, сульфата кальция и т.д.) скорость протока воды над поверхностью мембраны должна быть выше определенных значений. Ограничитель течения выставляется заводом-изготовителем либо сервисным инженером таким образом, чтобы он контролировал перекрестное течение вокруг рабочей поверхности мембраны так, чтобы она оставалась всегда чистой. Самостоятельное изменение параметров ограничителя может привести к скорому выходу из строя самого дорогостоящего элемента системы - обратноосмотической мембраны.
Таким образом, обратный осмос обеспечивает гораздо более высокую степень очистки, чем большинство традиционных методов фильтрации, основанных на фильтрации механических частиц и адсорбции ряда веществ с помощью активированного угля.
Наиболее оптимальной для бытовых целей по соотношению цена-производительность-ресурс-качество является тонкослойная полупроницаемая полиамидная мембрана. Эта мембрана имеет пористую структуру. Диаметр поры (0,0001 микрон) достаточен, чтобы пропускать молекулы воды, но мал для прохождения ионов и молекул растворенных веществ. Размеры некоторых растворенных веществ (например, ионы натрия, хлор-ионы и т.д.) незначительно отличаются по размеру от молекул воды. Однако следует иметь в виду не фактические размеры ионов, а диаметры их гидратных оболочек, которые равны (0,0004 - 0,001 микрон), что значительно больше диаметров молекул воды. Таким образом, молекулы воды беспрепятственно проходят через мембрану, а все другие растворённые субстанции остаются по ту сторону.
