В статье рассмотрим работу фильтра обратного осмоса — технологии, широко применяемой в промышленности для достижения высокого качества очистки воды. Описывая суть процесса, мы осветим основные принципы работы данного устройства и его отдельных элементов. Таковы вопросы, на которые мы попытаемся ответить.

Технология обратного осмоса является одной из самых популярных на сегодняшний день для очистки воды. Ее основное отличие от других методов заключается в использовании полупроницаемой мембраны, которая позволяет пропускать молекулы воды, но задерживает соли, микробы и другие загрязнители. В результате процесса очистки вода становится кристально чистой.

Принцип работы фильтра обратного осмоса опирается на давление. Когда вода проходит через мембрану, ее молекулы передвигаются вдоль градиента давления: от высокого давления на стороне входа к низкому давлению на стороне выхода. При этом, часть воды проходит через мембрану, а остальная часть — нет.

Важным элементом фильтра обратного осмоса является бустерная помпа, которая потребляет энергию для создания необходимого давления. Еще одним важным элементом является запасной резервуар, который накапливает воду после очистки, обеспечивая продолжительное использование воды кристально чистой.

В заключении можно сказать, что принцип работы фильтра обратного осмоса позволяет достигать высокой эффективности очистки воды, именно поэтому он является наиболее востребованным методом в различных промышленных сферах.

Работа фильтров обратного осмоса для предприятий: в чем заключается принцип работы

Применение обратноосмотического фильтра получило широкое распространение с 1970-х годов. Он используется в промышленности для обессоливания морской воды и очищения пресной воды от примесей, чтобы сделать её пригодной для питья или технических нужд. Фильтры обратного осмоса используются и для производства, но сейчас они стали доступны также для очистки воды в бытовых условиях.

Принцип работы фильтра обратного осмоса заключается в том, что жидкость подается под давлением через ячеистую мембрану. Мембрана представляет собой молекулярное сито с настолько узкими отверстиями, что пропускают сквозь себя только молекулы воды и сходные по молекулярному размеру другие химические соединения. Вредные примеси, такие как тяжелые металлы, нитриты, нитраты и фосфаты останавливаются на мембране.

Модули обратного осмоса предназначены для фильтрации инородных включений, и могут удалить до 99,9% примесей. Также существуют простые и относительно дешевые мембраны, подходящие для бытовых нужд, к примеру, для полива растений, однако они останавливают только 80–95% примесей.

Фильтры обратного осмоса, используемые для очистки бутилированной и водопроводной воды в малых масштабах, недороги и не являются производительными, как многие промышленные фильтры, поэтому они могут использоваться в качестве магистральных фильтров для очистки воды в обычных квартирах.

Характеристики промышленных установок обратного осмоса

При установке обратного осмоса в промышленности использование множества элементов является необходимым. Каждый из них выполняет свою функцию и помогает создать процесс очистки. Вот основные элементы:

• Фильтрация тонкой очистки воды от крупных частиц, которые могут повредить мембрану.
• Система подготовки реагентов, которые могут изменить химический состав примесей.
• Насос высокого давления, который может быть выполнен в разных конструкциях.
• Блок фильтрующих модулей.
• Панель управления.

В процессе очистки часто используют полупроницаемую мембрану, свернутую в спираль. Она позволяет производить фильтрацию воды: неочищенная вода на вход и очищенная вода на выходе, при этом образуется два потока - вода с концентрированными и очищенная примесями. Давление помогает проходить через поры мембраны, которые удерживают тяжелые металлы, соли, инородные соединения и некоторые бактерии. Кроме того, есть возможность сохранения растворенного в воде кислорода.

Если нужно временно сохранить очищенную воду, особенно если ее расход неравномерный, в систему добавляют накопительный бак. Также очищение воды не может происходить быстро, из-за того, что фильтрующие элементы подвергаются большой нагрузке.

За счет простоты и эффективности, понимание процессов обратного осмоса было актуально в течение длительного времени. Еще древние греки использовали подобную технологию для опреснения морской воды. Они создавали сосуд с стенками из воска, куда спускались в море. Вода, проникая через стенки сосуда, очищалась и приобретала свойства пресной.

Функциональность промышленных фильтров обратного осмоса может различаться, однако они имеют общие особенности в своей работе и характеристики.

Производительность фильтра с мембраной может варьироваться от 125 до 2000 литров в час, а в некоторых случаях и более. При правильной эксплуатации мембрана может использоваться до 5 лет. Тем не менее, это зависит от качества мембраны и способности следовать инструкциям по уходу.

Промышленные фильтры обратного осмоса обычно работают без прерываний, как минимум 1 час, и перерыв не должен превышать 2 дня. При длительном бездействии, мембрану фильтра необходимо химически обработать, чтобы избежать увеличения количества бактерий и отложений солей в мембране.

Качество очистки в системах промышленного обратного осмоса может достигать до 100%. Однако мембрана очень чувствительна к механическим и химическим повреждениям. Некоторые из них могут привести к блокировке "пор" мембраны в результате наложения бактериальных колоний и коллоидных веществ. Кроме того, мембраны чувствительны к окислам металла (например, ржавчине), песку и глине. Этим обусловлено наличие дополнительных фильтров, которые обеспечивают двойную защиту мембраны.

Также важно регулярно проверять и чистить фильтр. В некоторых конструкциях мембрана очищается дополнительным потоком во время работы.

Промышленные фильтры обратного осмоса необходимы в любой промышленности, где требуется очистка воды, приближенной к дистилляции. В основном фильтры используются в пищевой промышленности, теплотехнической отрасли, химической и нефтехимической промышленности, парфюмерно-косметической, лесной, целлюлозно-бумажной и медицинской отраслях. Кроме того, фильтры используются в тяжелом машиностроении, энергетике и металлургии.

Сегодня на рынке представлен широкий ассортимент фильтров обратного осмоса. Корейские, американские, тайваньские и украинские бренды очень популярны, но, зачастую, российские фильтры превосходят их по качеству, а стоимость ниже из-за меньших расходов на транспортировку и отсутствия расходов на «растаможку». Среди отечественных производителей есть доверенные компании, такие как «Экволс», «Гидра Фильтр», «Аквафор», «Экодар», «Водэко», «Гейзер» и др. Однако, чтобы выбрать наилучший фильтр обратного осмоса, нужно учитывать заранее выбранные характеристики, а также стоимость владения, включая расходы на качество, скорость и объем очистки воды, а также затраты на обслуживание, энергоснабжение и потерю сброшенной в слив грязной воды в установках данного типа. В идеале, консультацию специалиста следует получить, чтобы точно понять, какой бренд и модель фильтра обратного осмоса нужен в конкретном случае.

Установки обратного осмоса являются одними из наиболее эффективных фильтров для очистки воды, не имеющих аналогов по степени очистки. Они позволяют получить безвредную для человека и техники воду, однако бесполезную в качестве источника полезных веществ.

Для того, чтобы «оживить» такую идеально чистую, но «мертвую» воду, можно использовать минерализаторы, которые заново обогащают ее нужными ионами солей для пользы потребления. Однако, в случае использования воды, очищенной обратноосмотическим способом, например, в теплогенерирующих установках, подобная минерализация воды может быть противопоказана.

Несмотря на высокую эффективность таких фильтров, они имеют свои условные недостатки. Во-первых, ни один из них не вымывает некоторые мельчайшие органические частицы, а также хлор в газообразной форме (без дополнительных модулей очистки). Во-вторых, объем воды на выходе после применения такого фильтра уменьшается до одной трети из-за сброса загрязненных фракций в водоотвод, что снижает рентабельность очистки. И, в-третьих, поскольку из воды устраняются не только вредные вещества, но и полезные: натрий, кальций, магний, калий и пр. — длительное употребление очищенной таким способом воды может привести к заболеваниям костей, зубов и кожи.

Однако, ориентируясь на конкретные потребности своего предприятия и используя квалифицированные обзоры конкретных фильтров обратного осмоса, можно подобрать необходимое оборудование для очистки воды с учётом требований производства. Одним из ключевых условий выбора является знание конкретных требований предприятия. Правильный подход к выбору оборудования для очистки воды позволит получить максимально эффективное выполнение своих функций.

Фото: freepik.com