Методы очистки воды: обратный осмос

Суть метода

Прохождение воды через полупроницаемую мембрану.

Под осмосом подразумевается прохождение растворителя (воды) через полупроницаемую мембрану из раствора с меньшей концентрацией в более концентрированный раствор. Если же в емкости со второй жидкостью создать положительное давление, вода будет двигаться в противоположную сторону. Это и есть обратный осмос.

Схема обратного осмоса: A — вход, B — вода с примесями, С — примеси, D — полупроницаемая мембрана, E — очищенная вода, F — выход. Источник фото: wikimedia.org

Достоинства

Мембрана задерживает до 98% примесей, в том числе растворенные соли, ионы металлов и микроорганизмы. Через нее проходят только растворенные в воде газы.

Недостатки

В этом случае один из недостатков является продолжением достоинств — вода получается «слишком чистой» и требует реминерализации, чтобы использовать ее в качестве питьевой.

Кроме того, для работы системы необходим слив воды с концентрированными примесями. В результате в дренаж уходит около 70% (то есть при получении 1 л чистой воды будет потрачено более 2 л исходной жидкости).

И третий недостаток — достаточно низкая производительность. В среднем бытовая установка позволяет получить около 10 л питьевой воды в час.

Применение

Метод применяется для очистки и опреснения воды с 1970 года. Сегодня он широко используется во многих отраслях, в том числе в медицине — для стерилизации воды, в пищевой промышленности — для концентрации соков и других напитков, на морских судах — для получения пресной воды и т. д. Кроме того, существуют бытовые системы обратного осмоса.

Такая система включает в себя следующие основные элементы:

1. Фильтры предварительной очистки
2. Мембранный блок
3. Минерализатор
4. Накопительный бак
5. Насос (опционально).

Промышленные системы отличаются от бытовых главным образом размерами.

Бытовая система обратного осмоса. Источник фото: wikimedia.org

Назначение фильтров предварительной очистки понятно из названия. При их отсутствии мембрана засорялась бы слишком быстро.

Система может включать в себя несколько разных фильтров. Сетчатые задерживают крупные частицы, например, ржавчину, песок. Угольные служат для поглощения газов и органических веществ.

Накопительный бак нужен в связи с низкой производительностью системы. Например, без бака полный чайник набирался бы примерно за 10 минут.

Насос применяется в тех случаях, когда давление в водопроводе недостаточно для работы системы. Как правило, требуется не менее 3 атм.

Фильтры в сочетании с мембраной позволяют очистить воду практически полностью, от 100% примесей. Однако во многих случаях система обратного осмоса для домашнего использования будет излишеством, поскольку водопроводная вода имеет достаточно высокое качество.

Характеристики бытовой системы обратного осмоса

Качество воды: ★★★★★
Степень очистки: ★★★★★
Производительность: ★★★☆☆
Экономичность: ★★★☆☆
Стоимость: ★★★★★
Сложность: ★★★★★
Распространенность: ★★★☆☆