Системы очистки воды обратным осмосом

Критерии выбора системы обратного осмоса

Стоимость систем очистки воды с обратным осмосом достаточно высока, порой достигая десятков тысячей рублей. Точно так же, широк диапазон устройств по своим эксплуатационно-техническим характеристикам. Поэтому, к выбору фильтра обратного осмоса нужно подходить как можно ответственнее.

Чтобы подобрать правильно аппарат, нужно учесть следующие критерии выбора:

• Количество степеней очистки. Минимальное количество фильтров, для высококачественной очистки питьевой воды должно быть не менее 3-х.
• Наличие дополнительных функций. Так, некоторые компании-изготовители оснащают свои модели бытовых фильтров обратного осмоса минерализаторами, вновь наполняющими воду необходимыми для организма микроэлементами, которые задержала мембрана. Для обеззараживания водопроводной воды могут использоваться ультрафиолетовые лампы, убивающие бактерий.
• Качество изготовления аппаратуры. Например, все отдельные модули и детали должны быть хорошо подогнаны друг к другу, без зазоров и щелей. Пластик должен использоваться только пищевой, без постороннего химического запаха. Высокого качества должны быть уплотнители и соединительные элементы, во избежание снижения внутреннего гидростатического давления и падения производительности.
• Производительность. Процесс наполнения накопительного бака у большинства фильтров для воды с обратным осмосом достаточно длителен. На это влияет несколько факторов – концентрация загрязнений в воде, показатель проницаемости мембраны, давление в центральном водопроводе. Поэтому, если у вас большая семья, то следует приобретать более производительный фильтрующий аппарат с накопительным баком большого объёма.
• Необходимое для работы аппаратуры давление в водопроводе. У различных систем очистки воды для дома этот показатель может варьироваться в достаточно большом диапазоне – от 2 до 8 атмосфер. Поэтому, для разных моделей придётся либо повышать давление, путём установки дополнительной помпы, либо понижать с помощью редуктора.
• Эксплуатационный ресурс расходных элементов. У дорогих моделей, соответственно, и расходники более дорогие, но прослужить они могут дольше.
• Разновидность колбы. Выполненные по принципу блокированных модулей стоят дороже, но замена их производится проще. Колбы-наполнители дешевле, но самостоятельно менять их будет сложнее.
• Габариты аппаратуры. Прежде, чем решить, какую выбрать модель для очистки воды, нужно измерить подмоечное пространство – войдёт ли туда фильтрующая аппаратура?

Принцип работы

Схема обратного осмоса подразумевает собой фильтрацию раствора под высоким давлением с помощью полупроницаемой мембраны. Через мембрану могут пройти только молекулы воды, а все остальные примеси остаются с той стороны.

 
Схема обратного осмоса

 Получается, что схема подключения обратного осмоса позволяет очистить воду от таких примесей:

• Органики;
• Марганца;
• Хлора;
• Железа;
• Пестицидов;
• Нитратов;
• Фосфатов;
• Свинца;
• Кадмия;
• Бактерий;
• Радиоактивных изотопов;
• Прочих.

Схема подключения фильтра обратного осмоса – это идеальное решение для тех, кто хочет получить идеально чистую питьевую воду. Фильтрующий элемент (мембрана) может быть выполнен в виде рулона.

Обратноосмотическая мембрана

Сама мембранная конструкция состоит из пакета с тремя герметичными кромками. Четвертую кромку прикрепляют к специальной перфорированной трубе для того чтобы осуществить отвод фильтратов. На трубу также вместе с пакетом накручивают и сетку, которая является сепаратором. Смесь, которую необходимо отфильтровать, перемещается продольно по межмембранным каналам, а отработанная жидкость (фильтрат) попадает в отводимую трубу по специальному дренажному каналу. Как видно, схема установки обратного осмоса достаточно проста, если учитывать то, какую сложную работу она выполняет.

Мембрана такого типа характеризуется высокой плотностью упаковки (от 300 до 800 м3/м2). Для того чтобы увеличить срок службы мембраны предварительно вода очищается от механической примеси, также от различных щелочей и кислот, растворенных в ней. А производительность мембраны увеличивается, если используется схема подключения обратного осмоса с помпой.

В зависимости от того, какое качество исходной воды, первые три фильтра необходимо менять каждые полгода или год. Стандартной производительностью таких фильтров является 200 литров в сутки. Для того чтобы компенсировать небольшую производительность мембраны устанавливают небольшую накопительную емкость на 12 литров. А вот схема подключения обратного осмоса с минерализатором применяется в случаях, если вы хотите, чтобы на выходе вода получалась насыщенная минеральными компонентами. Конечно, минеральные вещества, растворенные в воде, не будут усвоены организмом, но зато такая вода будет привычной для вас на вкус. Таким образом, схема подключения системы обратного осмоса с минерализатором дает возможность получить привычную по вкусу воду, но очищенную от вредных примесей.
Схема системы обратного осмоса в большинстве случаев включает в себя такие ступени:

1. Механический предфильтр устанавливается с целью устранения из водопроводной воды различных механических включений. Если вода характеризуется повышенной кислотностью, а также в ней обнаружено высокое содержание железа и марганца, то для полной комплексной очистки необходимо установить картридж ДАМФЕР (с засыпкой).
2. Чтобы устранить из воды активный хлор и органические вещества применяется фильтр, созданный с использованием активированного угля в гранулах. При повышенной жесткости воды в комплект добавляется фильтр с кристаллами гексаметафосфата или ионообменной смолы.
3. Третьей ступенью служит фильтр механической очистки, изготовленный на основе спрессованного активированного угля.

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.

Рейтинг и какая из моделей лучше

Хорошо зарекомендовали себя торговые марки «Барьер», «Аквафор», «Новая вода», Atoll, Aqualine. Они изготавливают комплектующие самостоятельно или используют мембраны Filmtec, Pentair и Osmonics из США, TFC из Южной Кореи. Эти полупроницаемые среды служат 2,5-5 лет.

Системы работоспособны 5-7 лет, если они периодически обслуживаются. Ниже в виде своеобразного рейтинга, описаны модели, которые стали лидерами продаж.

Atoll

Российский производитель в своих системах использует картриджи и колбы торговой марки PENTEK (продукты корпорации Pentair). Все элементы крепятся по стандарту John Guest – они быстро разбираются без использования специальных инструментов.

В модулях установлены картриджи стандартов Big Blue, Slim Line и Inline, которые продаются во всем мире. Производитель заявляет, что каждая деталь проходит проверку на герметичность.

Среди покупателей популярна модель Atoll A-575m STD.

Техническое описание:

Плюсы:

• Компактные размеры, небольшой вес (5 кг);
• Долгий срок эксплуатации;
• Легкость обслуживания;
• Объемный бак;
• Удаляет 99,9% загрязнений и патогенов, а затем насыщает жидкость полезными минеральными соединениями.

Минусы:

Стоимость системы и сменных элементов выше, чем у конкурентов.

Аквафор

Компания работает с 1992 года. В фильтрах используется сорбирующее волокно Аквален, гранулированные и волокнистые сорбенты. В дорогих моделях мембраны половолоконные. Компания самостоятельно производит все комплектующие. Специализируется на бытовых фильтрах.

Лидер продаж – модель Аквафор ОСМО 50 исп. 5.

Техническое описание:

Плюсы:

• Доступная цена;
• Удаление частиц, размером больше 0,0005 микрон;
• Легкая замена картриджей.

Минусы:

• Большой вес – 10 кг;
• Работает при давлении не меньше 3,5 бар, насоса в комплекте нет.

Новая вода

Компания существует больше 12 лет. Производитель «Новая вода» вступил в Международную ассоциацию качества воды (Water Quality Association). В России всего две компании получили такое приглашение. Продукция «Новой воды» соответствует сертификату качества ISO 9001:2008 и сертификату системы экологического менеджмента ISO14001:2004.

Доверие покупателей завоевала модель Econic Osmos Stream OD310. Эта система создана по новейшим технологиям.

Справка. С предочисткой справляется один мощный фильтр, а не три, как в стандартных системах.

Econic Osmos Stream OD310

Техническое описание:

Плюсы:

• Высокопроизводительная мембрана Toray (Япония);
• Компактность – системе не нужен бак, она быстро очищает воду в реальном времени;
• Малый слив жидкости в канализацию;
• Мембрана служит минимум 3 года, пред- и постфильтр нужно менять 1 раз в 6-12 месяцев;
• Система легкая – весит 2,1 кг;
• Фильтр работоспособный при давлении от 2 атмосфер, выдерживает нагрузку до 52 атм.;
• Сменные элементы легко отсоединяются;
• Гарантия 3 года.

Минусы:

Высокая цена.

TO300 с возможностью установки минерализатора

Еще одна популярная модель от компании «Новая вода» – ТО300. Это бюджетный вариант от производителя. Прямоточная система с обратным осмосом удовлетворяет нужды в питьевой воде 2-3 человек.

Техническое описание:

Плюсы:

• Картриджи и мембрана Toray задерживают 99,9% загрязнений;
• Фильтр хорошо смягчает воду;
• Систему можно расширить, установив бак для воды, дополнительный фильтр или минерализатор;
• Очень легкая и компактная конструкция – 1,2 кг;
• Простая установка;
• Элементы быстросъемные.

Минусы:

Дивертор, через который фильтр подключается к водопроводу, не выдерживает гарантийный срок.

Барьер

Российская компания делает фильтры больше 15 лет. Системы водоочистки производят из прочного пластика BASF, сорбентом служит кокосовый уголь Norit.

Интересно. Для каждого региона России специалисты рекомендуют конкретный фильтр.

Покупатели оценили модель Барьер ПРОФИ Осмо 100.

Техническое описание:

Плюсы:

• Надежная система за среднюю цену;
• Быстрая очистка воды;
• Высокое качество сборки.

Минусы:

• Частая замена фильтров;
• Занимает много места под мойкой.

Как выбрать правильно обратный осмос

Итак, мы с вами понемногу подобрались к выбору правильного фильтра для своего дома

Что стоит при этом учитывать, и на что нужно обращать пристальное внимание?

1. Обязательно смотрите, чтобы в системе присутствовал минерализатор, иначе воду после очистки будет пить неприятно, да и пользы от нее никакой не будет совершенно.
2. Стандартный набор обратного осмоса предполагает наличие 5-ти ступеней очистки: сначала механическая, затем угольная, потом тонкая (удаление мельчайших примесей), мембранная и финишная. Структуризатор устанавливается шестым по счету. О его возможностях мы уже говорили, поэтому не поскупитесь и дополните оборудование. Тем более что служить он будет не менее 2-х лет.
3. Обязательно почитайте инструкцию к покупаемому оборудованию, убедитесь, что проведение всех необходимых степеней очисти ему доступна.

Таблица 1. Популярные модели

Конечно, моделей очень много и все они отличаются по своим рабочим характеристикам, поэтому ищите лучший вариант и обязательно сравнивайте цены – на разных сайтах они могут существенно отличаться.

Миф № 2

Большое количество сточных вод.

Да, на основе принципа обратного осмоса образуется некоторое количество промывочных вод, используемых для очистки и промывки мембраны от отфильтрованных ею загрязняющих веществ. Этот сложный процесс позволяет не менять дорогостоящую мембрану по несколько лет. Также он держит всю систему в чистоте, поскольку большинство вредных примесей сливаются в канализацию, а не находятся в ловушке внутри корпуса фильтра. При этом сточная вода является достаточно чистой, может быть собрана и использована для полива растений, бытовых очистительных мероприятий.

Что такое осмос

Задержать механические частицы, вывести токсины и бактерии из воды возможно разными способами, от кипячения до добавления химических веществ. Самым безопасным и действенным, считают осмос – пропуск H2O через мембранное волокно, очищающее ее на молекулярном уровне.

Пройти через мембрану смогут только молекулы воды, тщательно отфильтровывается органика, соли жесткости и болезнетворная микрофлора. Длительное употребление такой жидкости не принесет пользы, повысить концентрацию полезных веществ в очищенной жидкости возможно с помощью минеральных добавок или ощелачиванием.

Миф № 4

Такая вода абсолютно безвкусная, неживая.

Что касается вкуса, то тут вопрос весьма спорный. Если ее сравнивать с водопроводной, имеющей яркий привкус хлорки, то вкуса у нее действительно нет. Если подразумевается колодезная, то она, как правило, обогащается пролегающими под поверхностью минералами и имеет тонкий металлический привкус. Специалисты же говорят, что фильтр, работающий на системе обратный осмос, придает жидкости вкус, схожий со вкусом воды из талых ледников. Это происходит благодаря использованию на одной из стадий очистки угольного фильтра.

Приобретать или нет описываемую систему фильтрации для своей квартиры – исключительно ваше решение. Однако помните о том, что она существует уже более 60 лет, оставаясь все эти годы эффективным способом очистки, уменьшить популярность которого не в состоянии никакие мифы.

Как работает промышленный обратный осмос

Системы промышленного обратного осмоса получают воду для очистки из водопровода, выделенные примеси отправляются в канализацию. Технологический процесс очистки воды включает в себя несколько этапов:

• Предварительная подготовка воды.

• Фильтрация жидкости через мембрану обратного осмоса.

• Сбор очищенной воды в накопителе.

• Итоговая очистка.

• Раздача очищенной воды через специальный кран.

Начинается процесс промышленного обратного осмоса с предварительной подготовки воды. Мы уже говорили, для чего это делается. Различные взвеси и крупные частицы быстро засорят обратноосмотическую мембрану и выведут ее из строя, а это самая дорогая деталь системы. Чтобы этого не допустить, на этапе предочистки вода проходит три фильтра, прежде чем дойти до мембраны. Каждый следующий фильтр улавливает все более мелкие загрязнители.

Первый механический полипропиленовый фильтр улавливает песок, мельчайшие фрагменты ржавчины и другие подобные примеси размером 0,5 микрон и более. Далее вода проходит через угольный фильтр, который очищает ее от химических и органических примесей: хлора, нефтепродуктов, пестицидов, соединений железа, тяжелых металлов и т. д. Последним в этом цикле стоит механический фильтр, удаляющий примеси размером один микрон и меньше. Подготовленная таким образом вода теперь содержит частицы, доступные только мембране.

Промышленный обратный осмос воды на молекулярном уровне не может проходить быстро, поэтому производительность установок обратного осмоса сравнительно невелика. Например, бытовые установки такого типа могут в сутки очистить от 150 до 300 литров воды. Скорость работы мембраны может несколько изменяться, в зависимости от температуры и степени загрязнения воды. Однако главным фактором будет давление жидкости. Чем оно сильнее, тем быстрее идет процесс.

Очищенная вода собирается в накопительном баке, объем которого у бытовых фильтров составляет от 4 до 12 литров, в зависимости от производительности и модели. Накопительные баки изготавливают из высококачественной стали и сверху покрывают эмалью. Бак внутри имеет две камеры, разделенные силиконовой мембраной. Верхняя постепенно наполняется очищенной водой, а в нижней находится воздух под давлением.

При сливе воды из верхней камеры мембрана поднимается, поддерживая сверху давление, необходимое для слива воды из бака. Бак имеет ниппель со стороны нижней камеры, чтобы в случае необходимости можно было отрегулировать давление воздуха в накопительном баке. Сверху на накопительном баке имеется резьба для накручивания крана для забора воды.

Итоговая очистка воды из бака происходит через последний фильтр, который позволяет получать из крана гарантированно безопасную питьевую воду.

Отдельный кран для подачи очищенной способом обратного осмоса питьевой воды выводится возле кухонной мойки или на столешницу. Водопроводная вода для хозяйственных нужд идет через обычный кран.

Если потребитель заботится о своем здоровье и хочет использовать в пищевых целях воду высшего качества, к системе очистки воды способом обратного осмоса можно добавить картриджи с минералами для восстановления природной структуры воды.

Минерализатор насытит воду правильным количеством натрия, магния, кальция. Натрий важен для поддержания нужной кислотности в организме. Магний способствует поддержанию здоровья, участвуя в огромном количестве обменных процессов организма, препятствует образованию онкологических заболеваний, склероза, камней в почках

Кальций является важной составляющей костей, зубов. Он необходим для нормальной работы сердца, мышц, нервной системы.

Значительно улучшит качество воды и приблизит к ее идеальной природной структуре установка биокерамического картриджа. Картридж наполнен запеченными глиняными шариками, внутри которых находится турмалин – минерал, излучающий волны из длинноволнового инфракрасного диапазона.

Инфракрасное излучение непосредственно примыкает к красной части видимой области спектра солнечного излучения и обладает способностью передавать энергию окружающей среде. Молекулы воды под воздействием энергии длинноволнового инфракрасного излучения приобретают правильную природную структуру.

Глубокое излучение инфракрасного цвета (Far Infrared Radiation) специалисты называют «лучом жизни». Вода, прошедшая через биокерамический картридж, оказывает благоприятное воздействие на людей, растения и животных, активизируя обмен веществ, улучшая состояние клеток и работу сердечно-сосудистой системы.

Читайте материал по теме: Вредные примеси в воде: виды и способы очистки

Принцип работы мембраны обратного осмоса

1.    В зависимости от способа изготовления различают следующие мембраны для фильтров обратного осмоса:

• Полимерные сплавы сухой, мокрой и сухо-мокрой формовки.
• Полиэлектролитные комплексы.
• Изготовленные по принципу выщелачивания полимеров.
• Мембраны, поры которых образованы с использованием ядерных частиц.

2.    В зависимости от принципа действия и особенностей материала мембраны бывают:

• монолитными;
• пористыми.

В отдельную группу выделяют мембраны, изготовленные по принципу асимметрии. У таких изделий поверхностные слои имеют более высокую плотность по сравнению с общей массой. Качественные параметры мембран обратного осмоса классифицируются по следующим критериям:

• показатель проницаемости – объем водного раствора, который пропускает мембрана в определенный промежуток времени;
• разделяющие характеристики;
• удельный показатель производительности;
• устойчивость к воздействию кислот и щелочей (определяет срок службы при опреснении воды по принципу обратного осмоса).

В разрезе устойчивости мембраны к кислой и щелочной средам следует отметить, что к работе в таких условиях совершенно не пригодны образцы из ацетатной целлюлозы. Наиболее надежными являются изделия, выполненные на основе полисульфата и полиамида.

При выборе мембран для фильтров, работающих по принципу обратного осмоса, особое внимание уделяется стабильности их характеристик, которая и определяет надежность работы фильтрационного оборудования. Изменение характеристик мембран может происходить в результате скачков давления, температурных перепадов либо при критичной закупорке пор компонентами очищаемой воды

Засорение мембраны сопровождается образованием солевого слоя, замедляющего прохождение водного раствора. Кроме того, закупорка мембран может быть вызвана коррозионными процессами. Снижение качественных характеристик мембраны в конечном итоге приводит к выходу из строя фильтра обратного осмоса

Изменение характеристик мембран может происходить в результате скачков давления, температурных перепадов либо при критичной закупорке пор компонентами очищаемой воды. Засорение мембраны сопровождается образованием солевого слоя, замедляющего прохождение водного раствора. Кроме того, закупорка мембран может быть вызвана коррозионными процессами. Снижение качественных характеристик мембраны в конечном итоге приводит к выходу из строя фильтра обратного осмоса.

На ионообменные характеристики мембран полупроницаемого вида влияет показатель pH. Он меняет размерные параметры коллоидных частиц, из которых состоит мембрана, путем их растворения или коагуляции. В конечном итоге это замедляет прохождение воды через фильтр, так как высокий уровень pH провоцирует формирование отложений (сульфатно-карбонатных) на поверхности мембраны. По этой причине оборудование, работающее на основе принципа обратного осмоса, редко используется для опреснения морской воды. Оно эффективно для растворов с меньшим содержанием солей. Оборудование обратного осмоса используется только для начальной обработки морской воды, а ее окончательная очистка выполняется фильтрами другого типа.

Выбор системы для дома, квартиры, дачи

При выборе фильтра для воды необходимо учитывать такой параметр как производительность. Для дач и загородных домов, где люди проживают по сезонах, актуальными будут варианты, которые за 1 час отдают 3-4 литра. А вот в квартире лучше установить более производительный экземпляр.

Однако использовать такую систему в квартирах, где производится базовая очистка воды на местных водоканалах, не очень целесообразно. Стоимость очистки в перерасчете на 1 литр воды в 3-5 раз выше, чем у проточных фильтров, а качество воды в обоих случаях одинаково хорошее (при условии, что в осмо-фильтрах используется минерализатор).

Фильтра обратного осмоса чаще всего используют, если вода имеет очень высокое содержание микроорганизмов и бактерий. Обычно такая ситуация наблюдается, если вода идет не из централизованного источника водоснабжения, а, например, из скважины.