Особливості фільтрів із системою зворотного осмосу
Дата: 14 жовтня 2014 року
З усіх існуючих сучасних систем водопідготовки, мінус, звичайно ж, дистиляції, найвищі показники чистоти одержуваного продукту мають установки, що працюють за принципом зворотного осмосу.
Експерименти з розробки та впровадження таких фільтруючих станцій почалися близько 50 років тому, а сьогодні таке обладнання міцно зайняло свої позиції в промисловості, медицині, житлово-комунальному господарстві, увійшло в повсякденне життя людей.
Як працює установка для очищення води зворотного осмосу
Щоб розібратися в механізмі такого очищення води, необхідно, перш за все, розібратися в поняттях.
По-перше, що таке осмос.
Якщо розділити посудину напівпроникною мембраною, і заповнити обидва утворився відсіку однією рідиною (в нашому випадку водою) з різною концентрацією домішок, то така система не стане стійкою.
Згідно із законами фізики, вода буде прагнути вирівняти загальну концентрацію, і буде самостійно, без будь-якого зовнішнього впливу, при рівному тиску в обох половинах, протікати через пори мембрани в напрямку більш насиченого розчину. Спрощено це називається явищем осмосу.
Але якщо застосувати до половини судини з більшою концентрацією зовнішній ефект – тиск необхідної величини, то почнеться зворотний потік рідини. При цьому мікроскопічні пори мембрани вільно пропускають молекули води (близько 0, 3 нм), але затримують всі інші включення, які мають більші розміри.
Запускається процес, прямо протилежний осмосу, який отримав відповідну назву «зворотний осмос». В результаті в ємності з одного боку мембрани збільшується концентрація домішок, і цей насичений розчин періодично відводиться в дренаж, а з іншого накопичується відфільтрована вода, яка надходить в акумулюючі ємності для подальшого споживання.
В теорії вода будь-якого ступеня забруднення підлягає обробці зворотним осмосом. Така технологія очищення звільняє його практично від усіх розчинених мінеральних солей і форм біологічного життя – бактерій і вірусів, а на виході рідина близька до дистильованої.
Однак це не зовсім так – справа в тому, що мембрана утримує не вільні атоми хлору, що дуже часто використовується в системах централізованої водопідготовки, і від деяких летючих органічних сполук.
Крім того, сама мембрана досить вразлива для великих суспензій – вони можуть швидко закрити пори.
Тому, щоб повністю вирішити питання з повноцінним очищенням води, її необхідно пропустити через кілька попередніх фільтрів механічного і хімічного принципу дії. Ця особливість враховується розробниками установок зворотного осмосу.
Сама мембрана «упакована», як правило, в циліндричний патрон, через який подається тиск води, яка з часом розпадається на чистий (так званий пермеат), і концентрат потрібно видалити в дренаж.
Перед тим, по суті, встановлюється установка зворотного осмосу, напірний насос, механічний фільтр для очищення тонкої води (близько 5 мкм), фільтр, заповнений активованим гранульованим вугіллям, сорбирующим хімічними компонентами.
Також може бути встановлений третій рівень – ще один вугільний фільтр, призначений для видалення складних органічних речовин.
Суперечки про користь і шкоду води, отриманої за допомогою такої технології, не вщухають. З одного боку, вода безпечна для вживання, з іншого – вона практично повністю демінералізована, тобто не має ні смаку, ні запаху. Пити його або їсти для приготування їжі не зовсім звично для людського сприйняття і, на думку деяких вчених, не особливо корисно для організму.
Щоб прийти до «золотої середини», розробники очисних систем постачають їх додатковими елементами:
- Це мінералізатор, який в потрібних пропорціях збагачує воду нешкідливими, необхідними для організму мінералами.
- А другий елемент – це вугільний постфільтр, який завершує процес очищення.
Іноді для нормалізації структури води на виході використовується біотермічний картридж, а при необхідності – спеціальна УФ-лампа для повної стерилізації.
Масштаб
Фільтри для зворотного осмосу води встановлюються там, де особливо підвищені вимоги до чистоти і знезараження питної води, наприклад, технологічні лінії в харчовій промисловості.
Вони використовуються в організаціях громадського харчування, лікувально-оздоровчих центрах, санаторно-курортних і готельних комплексах, дитячих дошкільних або освітніх установах.
Розроблено багато моделей для побутового використання. Установки зворотного осмосу в даний час є основним джерелом прісної води на морських суднах.
Розроблені потужні установки, які використовуються навіть для очищення дренажних, зливових і стічних вод, дозволяючи запускати відфільтровані стоки в повноцінний водоспоживний оборот.
Також вони використовуються для підготовки необхідних обсягів для наповнення систем опалення, для водопідготовки на ТЕЦ або на виробничих лініях, де демінералізація води є обов’язковою вимогою технологічного процесу.
Різновиди систем зворотного осмотичного очищення води
Заводи промислових і комерційних сортів
Це потужні моноблочні або модульні станції, з вертикальним або горизонтальним розташуванням об’ємних циліндричних напірних мембранних корпусів.
Система має власну насосну станцію для підтримки необхідного тиску, установки попередньої фільтрації води, вбудовані автоматичні мембранні системи очищення. Регулювання потоку – вхідного, пронизливого і конденсату, здійснюється в автоматичному режимі.
Залежно від потреб в очищеній воді – будь то потужне підприємство, майстерня, житлово-комунальний або соціальний об’єкт або невеликий заклад громадського харчування або виробництва продуктів харчування, можна вибрати установки різної потужності.
Модельний ряд великий – від відносно невеликих моноблочних систем, здатних забезпечити 400 – 500 л / год, за ціною 200-250 тисяч рублів, до потужних модульних станцій продуктивністю навіть до 100 тонн на годину і вартістю 10-12 мільйонів рублів.
Системи побутового класу
Для використання в масштабах квартири або приватного будинку випускаються компактні побутові фільтри зворотного осмосу, здатні задовольнити потреби середньостатистичної сім’ї.
Більшість з них мають модульну компоновку, хоча можна купити моноблочний пристрій. В обох випадках габарити такої міні-станції дозволяють заховати її у вільну нішу під кухонною мийкою з виходом тільки водопровідного крана.
Як підійти до проблеми вибору?
- Для нормальної роботи фільтра зворотного осмосу потрібно робочий тиск не менше 2, 8 бар.
Добре, якщо водопровідні мережі підтримуватимуть цей рівень, але при багатоповерхових будинках або в умовах зносу муніципальних водопроводів тиск може постійно або періодично не досягати зазначеного значення.
В цьому випадку знадобиться або установка насоса, що підвищує тиск води, або покупка фільтрувальної станції з вбудованим електричним насосом.
- Продуктивність системи – важлива величина, яка вимагає особливої уваги при виборі моделі.
Немає сенсу купувати потужну установку, обсяг чистої води, що виробляється якою, буде просто незатребуваним.
Інша крайність може призвести до вимушеного режиму жорсткої економії очищеної води.
Щоб не наробити помилок, варто заздалегідь розрахувати необхідну продуктивність.
Так, якщо брати до уваги тільки питну воду, то добова норма на одну людину лежить в межах 2-3 літрів.
У разі непередбачених витрат ця величина може бути збільшена втричі. Тепер залишилося помножити на кількість членів сім’ї – і ви отримаєте приблизну кількість очищеної води.
При цьому не варто забувати, що при очищенні за технологією зворотного осмосу в дренаж зливається до 2/3 води, що надходить, тому використання фільтрованої води в господарських цілях – це висота марнотратства.
А заявлена продуктивність навіть самих маленьких установок – близько 100 л / добу, повинна бути більш ніж достатньою для всіх членів сім’ї.
- Є можливість вибрати установку проточного або накопичувального дії.
У першому випадку фільтрація здійснюється постійно відкритим водопровідним краном – тут використовуються більш продуктивні мембрани.
В другий варіант полягає в тому, що очищення відбувається повільніше, і відфільтрована вода надходить в накопичувальний бак – мембранний бак ємністю 8 -12 літрів.
Фільтрація здійснюється тільки в міру необхідності, поки бак не заповниться до певного внутрішнього тиску, а в ємності завжди є запас чистої води. Такі установки більш габаритні, але і коштують вони в 1,5-2 рази дешевше.
- Існують різні побутові установки і їх конфігурація.
Так, можна придбати 4 або 5-ступеневу станцію, з насосом або без нього, з двома або трьома фільтрами попередньої обробки, різною кількістю дофільтруючих і мінералізуючих картриджів.
Логічно, що чим більше етапів підготовки і очищення, тим вище якість одержуваної води. Питання лише в вартісному вираженні і можливості розміщення фільтруючої станції в призначеному для неї місці.
Найпопулярніші марки
«Аквафор» – ця компанія представляє кілька модельних лінійок фільтрів, що використовують технологію зворотного осмосу.
Це надійні установки:
- Аквафор Осмо,
- більш досконалий «Аквафор Кристал» з інноваційною системою водорозподільних клапанів,
- «Аквафор DWM Leader», в якому замість накопичувального бака використовується зручний глечик,
- і «Аквафор Моріон» незвичайної компактної компоновки, що дозволяє розмістити станцію навіть в десктопному варіанті.
«Гейзер» представлений серією «Престиж», від найпростішої моделі, бюджетного обладнання, до «Престиж – ПМ», оснащеної і насосом, і мінералізатором, і всіма ступенями попереднього очищення. Однак в будь-якій моделі передбачена можливість її «апгрейда».
Можна зустріти коментарі про крихкість тіл «гейзерів» і недосконалості їх клапанів (обмежувачів витрати), в результаті чого в дренаж відводиться надмірна кількість води.
«Бар’єр» – дана компанія представлена моделями:
- «Бар’єр К-Осмо» з накопичувальним баком на 10 літрів, чотирма патронами, закритими в загальний пластиковий кожух,
- «Бар’єр Профі Осмо 100» в двох комплектаціях – повному і бюджетному.
«Бар’єри» хвалять за високу якість очищення (до 98%) і безшумність вбудованого насоса, але лають за часті несправності запірного клапана – спостерігається непотрібний скидання води в каналізацію, і «примхливість» у функціонуванні накопичувального бака – іноді доводиться вдаватися до ручного насоса для підвищення тиску в ньому.
«Атол» – це надійне обладнання побутового та комерційного класу різної конфігурації, з 2 або 3 варіантами колби, 4 або 5 рівнями попереднього і остаточного очищення.
Хороші відгуки моделі для домашнього використання від STD A450 до A550 заслужили за надійність, невибагливість до рівня зовнішнього тиску, безшумність в експлуатації.
Будь-яка з установок дає можливість поліпшити його, підключивши додаткові модулі.
Наскільки дорога експлуатація системи?
Придбання та установка системи фільтрації зворотного осмосу не обмежується – вона зажадає регулярного обслуговування і заміни змінних елементів.
Власне, самообслуговування полягає в періодичному аудиті всіх з’єднань на предмет можливих витоків, а якщо є підозри, в аналізі потоку води з метою виявлення несправностей клапанної системи, яка самовільно скидає зайву воду в дренаж.
Найдорожчим витратним елементом є сама мембрана – її ціна становить близько 35-40 доларів.
Періодичність його заміни, в середньому, становить 2÷3 роки, хоча цей термін може змінюватися в залежності від ступеня забруднення вихідної води і її температури, тиску в системі. Тільки фахівець може точно визначити придатність мембрани за допомогою спеціального електронного приладу.
Середній термін служби картриджів попереднього фільтра становить близько 6 місяців.
Вугільний постфільтр служить до року – його виснаження обов’язково підштовхне неприємний смак, що з’явився біля води.
Так, можна приблизно розрахувати вартість отриманого літра чистої води, не враховуючи комунальну плату за водоспоживання.
- Середня вартість установки побутового класу становить близько 300 доларів.
- Гарантований термін служби – 10 років, загальні річні витрати на амортизацію – 30 $.
- Заміна мембрани кожні 3 роки – 40 $/3=13,3 $
- Заміна 2-х попередніх фільтрів -6×2×2 рази на рік = 24 $
- Щорічна заміна постфільтра – 13 $/
Загальні річні операційні витрати ≈ $ 80
Щорічне споживання питної води сім’єю становить 4 чол. = 2920 л.
Загальна вартість експлуатації, знижена до 1 л = 80/2920 = 0,027 $.
Так, виходить менше 3 центів (~1 р.) за літр чистої води. Якщо порівнювати цю ціну з доставкою бутильованої води, то фільтрована вода обійдеться в 5-15 разів дешевше, в залежності від марки води і регіону вашого проживання.
Ціна установок побутового класу
| Продюсер | модель | Обладнання | Продуктивність | Розміри | ціна |
| «Аквафор» | DWM 101 Моріон | 2 картриджі попереднього очищення + модуль доочищення, вбудований бак об’ємом 5 л | 5 л/год | 370 | 7200 |
| «Аквафор» | OSMO 100 PN isp.6 | 3 етапи попередньої обробки, післяфільтр, мінералізатор, вбудований насос, ємність для води 10 л | 15,6 л/год | 390×420×190 рр. | 10090 |
| Гейзер | «Престиж» | 3 етапи попереднього очищення, післяфільтр, бак 12 л | 8,3 л/год | 400×420×140 рр. | 6700 |
| Гейзер | «Престиж ПМ» | 6 ступенів очищення, мінералізатор, насос, бак об’ємом 12 л, 2-х ключовий кран для мінералізованої та чистої води | 12 л/год | 360×240 рр. |
Прилади, звичайно, коштують недешево, але, як показують розрахунки, їх досить вигідно використовувати при дотриманні всіх експлуатаційних вимог. Установка такої системи очищення раз і назавжди вирішує питання питного водопостачання в сім’ї, яка піклується про своє здоров’я.
