Очистка воды методом обратного осмоса

Одним из самых современных способов очистки воды от примесей является обратный осмос. Это технология осуществляется при использовании обратноосмотической мембраны. Вода при обратном осмосе пропускается через мембрану, поры которой пропускают воду, но не пропускают растворенные в ней примеси.

Система обратного осмоса позволяет получать воду очень высокой степени очистки (близкую к дистиллированной). Фильтры обратного осмоса производят наиболее качественную (полноценную) очистку воды.

Из воды удаляются такие вредные вещества как магний, ртуть, нитраты, нитриты, стронций, мышьяк, свинец, сульфаты, железо, хлор, а также многие ( но не все), бактерии и вирусы.

К сожалению, обратный осмос удаляет из воды и более 20-ти полезных веществ: соли кальция, магния, натрия, фтора, и т д., крайне необходимые для здоровья человека ( в питьевой воде должно находиться, как минимум, 500 мг полезных солей ).Поэтому вода, очищенная обратным осмосом, является «мертвой», — очищенной, но не полезной для здоровья человека. Более того, такая вода является агрессивной и с легкостью вымывает из организма человека жизненно необходимые минералы, приводит инсультам и инфарктам.

Обратный осмос реализуется следующим образом. Полупроницаемая осмотическая мембрана препятствует выравниванию концентраций веществ по разные стороны от себя. Поток воды продавливается через мембрану, которая отторгает примеси, поддерживая их высокую концентрацию с той стороны, откуда течет вода.

Фильтр, работающий по принципу обратного осмоса, устроен достаточно просто: основной элемент, позволяющий получать воду высокой степени очистки — это тонкопленочная мембрана. Мембрана обратного осмоса представляет собой некое подобие сетки, размер ячеек которой сравним с размером молекулы воды. Благодаря такой структуре мембраны, из воды удаляются практически все растворенные компоненты, а также соли тяжелых металлов, органические примеси и бактерии. В процессе работы постепенно перед мембраной накапливаются отфильтрованные соли и различные примеси, из-за чего она может засориться и перестать работать. Для того чтоб этого не случилось, перед мембраной устанавливаются префильтры — несколько ступеней предварительной очистки. Среди них обязательно присутствует ступень очистки от механических загрязнений, задерживающая песок и нерастворимые примеси. Для постоянного слива этих «отходов» вдоль мембраны создается принудительный поток воды, смывающий сконцентрированные загрязнения в дренаж.

Стоит отметить, что обратный осмос заимствован из живой природы. Осмотическая регуляция лежит в основе обмена веществ всех организмов. Стенки клеток растений, животных и человека представляют собой естественную мембрану обратного осмоса, которая является частично проницаемой, поскольку она свободно пропускает молекулы воды, но не молекулы других веществ. Фильтрующая способность природной мембраны уникальна, она отделяет вещества от воды на молекулярном уровне и именно это позволяет любому живому организму существовать.

Благодаря ей, в каждую живую клетку поступают необходимые вещества и выводятся ненужные. Принцип обратного осмоса первоначально применялся ДЛЯ опреснения морской воды.

Однако способ очистки — обратный осмос имеет ряд минусов.

Во-первых, хотя обратноосмотические установки на первый взгляд не очень дороги, эксплуатационные расходы по их функционированию примерно на порядок выше эксплуатационных расходов других методов очистки воды (аэрации, ионного обмена, озонирования и т.д.). Расхожая фраза «посадить как наркомана на иглу», как нельзя точно отражает положение покупателя обратноосматической (мембранной) установки. Если в среднем стоимость 1 м куб московской водопроводной воды составляет 30 руб/м куб, то стоимость 1 м куб воды, очищенной на установке обратного осмоса, — около 300 руб м/куб.

Столь значительная величина эксплуатационных расходов определяется еще и тем, что для работы установки обратного осмоса, требуется круглосуточная работа весьма мощных насосов, которые прокачивают воду через весьма тонкие мембраны. Кроме этого, чем более грязнее вода на входе на мембранную установку, тем более чаще надо менять дорогостоящие мембраны, — тем значительнее возрастают эксплуатационные расходы.

Во-вторых, обратный осмос — это один из самых низкопроизводительных методов водоподготовки. Мембраны пропускают воду медленно, и имеют низкую производительность. Поэтому в ряде случаев этот метод требуют установки внушительной и дорогостоящей накопительной емкости из пищевой нержавеющей стали.

В-третьих, вода перед мембраной обратного осмоса должна обязательно пройти тщательную предварительную очистку на какой-либо установке с традиционной технологией очистки воды. По сути это означает увеличение первоначальной стоимости мембранной установки.

В — пятых, технология очистки воды обратным осмосом, по сути является самоедской: при работе системы обратного осмоса в дренаж сбрасывается до 75% очищаемой воды ( тогда как при традиционных методах очистки воды, — всего не более 5 %).. На выходе пользователь получает лишь 25-30% воды. Правда, воды очень хорошо очищенной. Но не полезной, а вредной для здоровья человека.

В — шестых, — метод обратного осмоса неизменно связан с использованием современных мембран. Для того, чтобы повысить эффективность обратноосмотических фильтров, • нередко применяются нанокристалы и специальные модификаторы. О безопасности подобных веществ споры в научном мире не прекращаются и по сей день.

В — седьмых, мембранные методы разделения не способны улавливать летучие органически вещества, размер молекул которых меньше диаметра молекул воды. Именно поэтому задержать частицы инсектицидов и гербицидов мембранные фильтры не могут. С другой стороны, обратноосмотические мембраны легко забиваются сульфатами бария, стронция, карбонатом кальция, диоксидом кремния и ферросоединениями, и требуют весьма частой замены.

Обратный осмос

Обратный осмос – это процесс перехода растворителя (воды) из раствора через полупроницаемую мембрану под действием внешнего давления. Избыточное рабочее давление солевого раствора в этом случае намного больше осмотического. Движущей силой обратного осмоса является разность давлений. Для получения воды методом обратного осмоса, нужно создавая избыточное давление, превышающее осмотическое, «заставить» молекулы диффундировать через полупроницаемую мембрану в направлении, противоположном прямому осмосу, т.е. со стороны высокоминерализованной воды в отсек чистой воды, увеличивая ее объем (рис.8):

Осмос

Обратный осмос

Рис.8. Принцип обратного осмоса

Обратный осмос обеспечивает самый тонкий уровень фильтрации. Обратноосмотическая мембрана действует, как барьер для всех растворимых солей, неорганических молекул, органических молекул с молекулярной массой более 100, а также для микроорганизмов и пирогенных веществ. В среднем содержание растворенных веществ после стадии обратного осмоса снижается до 1-9%, органических веществ – до 5%, коллоидные частицы, микроорганизмы, пирогены отсутствуют. Вода, получаемая обратным осмосом, содержит минимальное количество общего органического углерода.

Среди преимуществ обратного осмоса следует отметить простоту и независимость от солесодержания исходной воды, низкие энергетические затраты и значительно невысокие затраты на сервис и технический уход. Система водоподготовки достаточно легко подвергается мойке, дезинфекции и очистке, не требует использования сильных химических реагентов и необходимости их нейтрализации.

При осуществлении осмотического процесса определенную проблему представляет выбор мембран. Он должен быть основан на требованиях, предъявляемых к водоподготовке, рабочим условиям и характеристикам, условиям санации, безопасности, источнику подаваемой в систему воды.

Рис. 9. Общий вид обратноосмотической установки

Обратный осмос обычно используется в системах получения воды для фармацевтических целей в следующих случаях:

перед установками ионного обмена для снижения расхода кислоты и щелочи, необходимой для регенерации;

для получения воды очищенной, и как подготовительный шаг перед дистилляцией для получения воды для инъекций;

как конечный этап для получения воды для инъекций (двухступенчатый осмос).

Для получения воды для фармацевтических целей в последнее время применяют двухступенчатую систему обратного осмоса. Предварительно вода поступает на первую ступень обратного осмоса. Образующийся при этом концентрат сбрасывается. Пермеат подается на вторую ступень обратного осмоса и еще раз подвергается очистке. Так как концентрат от второй ступени обратного осмоса содержит меньше соли, чем питающая обратноосмотическую установку вода, его можно смешать с подаваемой водой и тем самым вернуть в систему.

При использовании обратного осмоса, как предварительной ступени очистки воды, возможно использование одноступенчатой установки. При большой солевой нагрузке и высоком содержании хлоридов в воде данная установка не сможет обеспечить качество получаемой воды, регламентированное Фармакопеей.

У этого метода есть свои недостатки. Обратный осмос не способен полностью удалять все примеси из воды и обладает низкой способностью к удалению растворенных органических веществ с очень малым молекулярным весом.

По сравнению с системами ионного обмена обратный осмос не позволяет значительно снизить удельную электропроводность, в частности из-за высокого содержания углекислого газа в воде. Диоксид углерода обычно свободно минует обратноосмотические мембраны и попадает в пермеат в тех же количествах, что и в исходной воде. Во избежание этого, рекомендуется использовать анионообменные смолы перед обратноосмотическим модулем, либо декарбонизатор после модуля обратного осмоса.

Материал мембран является достаточно хрупким, возможно нарушение его целостности, и, вследствие этого, нарушение работы всей обратноосмотической установки. Поэтому чрезвычайно важен правильный выбор соответствующего материала мембран

При использовании мембран, не выдерживающих воздействие свободного хлора, возможным решением является предварительная установка угольного фильтра или дозирование соединений, содержащих натрия сульфит.

Обратноосмотические мембраны неустойчивы к воздействию высоких температур. Поэтому необходимо обеспечить охлаждение воды, если она поступает на установку нагретой.

Мембраны могут накапливать грязь. Поэтому их следует эксплуатировать в перекрестном потоке, т.е. вдоль поверхности мембраны всегда должен идти поток, который уносит отделенный материал, в связи с чем, наряду с фильтратом (пермеатом), образуется концентрат.

Некоторые вещества, такие как сульфаты бария, стронция, кальция карбонат, диоксид кремния, механические и коллоидные частицы могут забивать поры мембран. Блокирование мембран можно предотвратить использованием стадий предварительной очистки.

Примеси железа также могут стать причиной ухудшения работы системы обратного осмоса. При высоком содержании железа в питьевой воде, необходимо проводить осаждение железа с последующей фильтрацией.

Из выше сказанного следует, что для эффективной работы обратноосмотических установок необходимо учитывать качество исходной воды и осуществлять грамотный выбор методов ее предварительной обработки и конфигурацию системы в целом.

Химическая очистка мембран является несложной процедурой и состоит в обеспечении рециркуляции кислотного раствора, щелочного раствора при необходимости и дезинфицирующего раствора.

Получаемая этим методом вода холодная (большинство систем используют воду с температурой от 5 до 28 о С), что увеличивает возможность микробной контаминации.

Фильтры обратного осмоса: особенности работы и нюансы выбора

Проблема очистки водопроводной воды в настоящее время стоит достаточно остро, особенно если в семье есть пожилые, люди с заболеваниями ЖКТ либо дети. Этим зачастую пользуются предприимчивые дельцы, возникающие на порогах квартир с предложениями приобрести фильтры на уникальных условиях. Однако выяснить, за счет чего вода после применения этих фильтров станет лучше, как устроены приборы и чем обоснована названная цена, вам вряд ли удастся.

Поставить под мойку первое же предложенное устройство — не самый разумный поступок. А тем более в случае с таким технологичным решением, как фильтр обратного осмоса. Очевидно, что следует приобретать обратноосмотическую систему фильтрации только от известных производителей. Далеко не всем понятно, как она устроена, какими плюсами и минусами обладает. Об этом, а также о том, есть ли альтернатива фильтру обратного осмоса, — в нашей статье.

Очистка воды методом обратного осмоса: принцип работы фильтра

Осмос — это один из мембранных методов разделения растворов на компоненты, основанный на переходе молекул через полупроницаемую мембрану из объема с меньшей концентрацией растворенных веществ в сторону большей концентрации. Таким образом, в процессе обычного осмоса удается получить более насыщенный микроэлементами раствор, а при обратном осмосе — наоборот, избавить его от примесей.

Справка!

В живой природе размер пор мембран не превышает наноуровень, то есть 10 -9 м. Однако при обратном осмосе вода под давлением насосов проходит через мембрану с размером пор 10 -10 м, 10 -12 м и менее — в зависимости от материала. При этом размер самой молекулы воды составляет 1,57 ангстрема, или около 10 -9 м.

Логично предположить, что молекула большего размера — 10 -9 м, — не сможет преодолеть отверстие 10 -12 м. Через него могут пройти только фрагменты Н2О — атомы водорода, а также соизмеримые с ними по размеру атомы хлора, фтора, йода и другие. Поэтому у обратноосмотической воды приблизительное значение pH — 3, она является попросту кислой. В научной среде есть такое мнение: никто точно не знает, что же на самом деле происходит при обратном осмосе. Но на выходе получается скорее не вода, а химическая жидкость. Вот дистиллированная вода — это еще вода, хотя и «пустая».

Тем не менее технология обратного осмоса — это эффективный метод опреснения морской, соленой и солоноватой воды. Данный метод был разработан в 50-е годы прошлого столетия в США для решения проблем обеспечения технической водой западного побережья — Калифорнии и близлежащих территорий. Дело в том, что в прибрежных городах и регионах при бурении скважин даже на большой глубине вода остается соленой либо солоноватой. Благодаря технологии обратного осмоса в таких местах осуществляется производство технической воды, а для питья привозится бутилированная вода из более благополучных в этом отношении штатов.

Конструкция фильтра обратного осмоса

Бытовая система очистки воды обратным осмосом — это несколько картриджей с фильтрами и мембраной, а также бак для очищенной воды, обычно на 8–12 л. Весь комплект легко устанавливается под любой раковиной. На входе системы, перед мембраной, располагаются один-два предварительных фильтра, которые задерживают находящиеся в воде частицы песка, ржавчины и тому подобные. Затем вода подается на мембрану. Очищенная часть воды поступает в накопительный бак. При этом большое количество не прошедшей через мембранные отверстия воды (вплоть до 75%) с высокой концентрацией примесей может сливаться в канализацию. Вода из накопительного бака проходит через один–два финишных фильтра, и далее ее можно использовать.

Функциональные характеристики и возможности

Бытовые обратноосмотические фильтры имеют ресурс в 4000–15 000 л и производительность от 7,8 л/ч до 15 л/ч. Для семьи из четырех человек фильтра с ресурсом 5000 л хватит на полтора–два года. Вода на выходе из фильтра очищена не только от химических примесей, но даже от бактерий и вирусов (не любых — зависит от их размера). Раз в полгода необходимо менять картриджи предварительной очистки, раз в год — финишные фильтры. Все это возможно сделать самостоятельно и без применения специальных инструментов. Фильтры бытового применения могут быть установлены в частном доме, коттедже, на даче, в квартире или в небольшом офисе.

Достоинства и недостатки

Фильтры на основе обратного осмоса удаляют из воды ионы хлора, железа, тяжелых металлов, инсектициды, удобрения, мышьяк, но также магний, калий, кальций и прочие жизненно необходимые микроэлементы. Получаемая обратным осмосом вода имеет степень очистки от примесей до 98% (в промышленных агрегатах — до 100%). По своим свойствам она приближается к технической («мертвой») воде. Следует иметь в виду, что вода, очищенная и опресненная методом обратного осмоса, совсем не содержит минеральных солей, столь необходимых организму.

По поводу пользы или вреда такой воды для здоровья нет однозначного мнения. Часть врачей считают, что ее систематическое употребление негативно сказывается на работе сердечно-сосудистой системы, нормальное функционирование которой напрямую зависит от поступления в организм достаточного количества калия и магния. Решить проблему пытаются при помощи дополнительных картриджей, устанавливаемых на выходе из системы очистки для обеспечения принудительной минерализации воды. На практике оказалось, что большинство полезных макро- и микроэлементов, помещенных в обратноосмотическую воду для минерализации, отдают свои ионы в такую воду только на 7-е, 12-е и даже на 30-е сутки в зависимости от конкретного минерала. Соответственно, систематическая минерализация в проточном режиме просто невозможна. Исключение составляет лишь один минерал — натрий (как правило, это обычная соль NaCl). Являясь электролитом, она изменяет показания измерительного прибора (TDS-метра) в более щелочную сторону до pH 6, создавая иллюзию минерализации.

Фильтр обратного осмоса по сравнению с обычными проточными считается дорогим, но, как будет показано ниже, это не всегда так. Если у вас стоят счетчики на воду, и вы переживаете, что три четверти всей воды в ходе работы фильтра будет сливаться в канализацию, то не забывайте, что фильтруемую воду вы применяете только для пищевых целей, а эти объемы несравнимы, к примеру, с расходами на стирку или принятие ванны. Для тех случаев, когда вода из-под крана является непригодной и для бытовых целей, лучше поставить качественный проточный фильтр для механической очистки горячей и холодной воды с готовой системой подключения к трубопроводу.

Также имейте в виду, что сейчас литр холодной водопроводной воды, например, в Москве стоит в пределах четырех копеек, и по сравнению с пользой от применения в пищу чистой воды эти расходы несущественны.

Важно знать

Для правильной работы системы обратного осмоса требуется определенное давление в водопроводной сети — не ниже 3–3,5 атмосфер. Жильцам верхних этажей, часто имеющим проблемы с напором воды, необходимо доукомплектовать фильтр специальным насосом.

Стоимость системы очистки воды методом обратного осмоса

Обратноосмотический фильтр можно приобрести по цене от 9000 до 100 000 рублей. Если им пользуется семья из четырех человек, картриджи придется менять дважды в год. Их замена обойдется примерно в сумму, равную 25% от стоимости фильтра. Допустим, вы купили фильтр за 10 000 рублей и потратили 5000 рублей на смену картриджей — итого 15 000 рублей в год. Четыре человека в год потребляют в среднем 2920 л питьевой воды (2 л × 365 дней × 4 человека). Стоимость работы фильтра по очистке литра питьевой воды высокой очистки будет составлять 5 рублей 14 копеек. При расчетах необходимо учесть, что процентное соотношение полученной обратноосмотической воды и субстрата, слитого в канализацию, составляет 25% к 75%, и это увеличивает затраты на услуги по водоотведению.

Бутилированная вода имеет различную цену, литр детской питьевой воды или артезианской воды из озера Байкал стоит от 26 рублей, более простые варианты обойдутся от 13 рублей и выше (если речь идет о пятилитровой емкости). Соответственно, разница между литром обратноосмотической воды и бутилированной воды составляет более десяти рублей. Это сэкономленные 29 200 рублей в год и отсутствие необходимости ходить за водой в магазин.

Есть ли альтернатива фильтрам обратного осмоса?

Довольно долго фильтры обратного осмоса являлись эталоном максимально тонкой очистки воды, хоть и требующей финальной минерализации, но при которой обеспечивается безопасность от вредных примесей, бактерий и хлора. Однако научная мысль не стоит на месте, и желание добиться очищения питьевой воды при сохранении в ее составе полезных микроэлементов привело к появлению технологии, получившей говорящее название «Водный Доктор» (Doctor Water).

Сегодня «Водный Доктор» считается наиболее экологически чистой технологией получения питьевой воды высшего качества, что могут подтвердить многочисленные дипломы, награды и отзывы реальных пользователей.

В технологии «Водный Доктор» использованы функции различных мембран с заданными свойствами, которые точно воспроизводят работу липидно-клеточных мембран живой клетки и ее защитных механизмов.

В состав фильтрационной системы «Водный Доктор» входят трековые мембраны академика Г. Н. Флёрова, изготовленные по его оригинальной технологии (другие такие мембраны не подходят и не дают нужного эффекта), и ультрафильтрационные мембраны.

Это интересно!

Первоначально трековая мембрана Г. Н. Флёрова создавалась для применения в медицине с целью очистки крови от токсических или балластных компонентов (плазмаферез.) На одном см 2 ее поверхности находится 400 миллионов микротрубочек. Диаметр каждого «капилляра» строго калиброван и равен 0,2 (или 0,3) микрона [1] .

Называются подобные системы «фильтр-корректор питьевой воды» (в обозначении подобных устройств используется аббревиатура ФКПВ), и это не случайно. При такой фильтрации в воде остается естественная минерализация и сохраняется оптимальный для организма кислотно-щелочной баланс (рН), окислительно-восстановительный потенциал (ОВП), коэффициент поверхностного натяжения (КПН).

Стоимость фильтра на трековых мембранах зависит от количества применяемых в конструкции ступеней очистки и от производительности устройства. Цена настольной семейной мини-станции для очистки и структурирования водопроводной воды варьируется от 9000 рублей до 14 000 рублей [2] . В таком устройстве может быть от 11 до 13 ступеней очистки, производительность оборудования составляет 6–10 л/сут.

В том случае, когда исходная вода имеет повышенное содержание железа или тяжелых металлов, что часто бывает с водой из скважины или из колодца, для ее очистки потребуется прохождение 15 ступеней обработки. Для этих целей выпускаются стационарные двухконтурные фильтры, стоимость которых составляет около 22 000 рублей [3] . У подобного оборудования два показателя производительности: 1,5–3 л/ч (структурированной и биоактивированной питьевой воды) и 20–30 л/ч (очищенной воды, применяемой для приготовления пищи).

Каков принцип работы технологии «Водный Доктор»?

Этот способ очистки и восстановления питьевой воды позаимствован у самой природы, ведь все живые организмы обладают многоступенчатой системой очистки жидкостей, которая продолжается на клеточном уровне. Каждая живая клетка содержит несколько мембран, задерживающих вредные вещества, но пропускающих чистую воду и все компоненты, необходимые для ее жизнедеятельности.

Аналогично работает современная технология очистки и коррекции питьевой воды «Водный Доктор». По сути, она позволяет получить воду, которая проходит мембранные барьеры клеток организма, выполняя транспортные, метаболические, окислительно-восстановительные, гидролизные и другие функции жизнеобеспечения.

Системы очистки воды обратным осмосом — здорово или не очень?

Сегодня я хотел бы поделиться с Вами своим видением систем очистки воды.

Я не хочу обсуждать различные фильтры, неэффективность которых давно уже известна — поговорим мы про системы очистки обратным осмосом, которые активно используются как на производствах, выпускающих очищенную воду, так и в быту.

К сожалению, вокруг этих систем имеется достаточно много маркетингового шума, который призван к получению прибыли производителем систем, но зачастую никак не связан с качеством получаемого продукта.

Из-за отсутствия понимания того, как работает система и какую воду следует употреблять, пользователь часто покупает лишние узлы и расходные элементы, а производители воды — экономят на жизненно важных деталях, выпуская воду, которая нежелательна для употребления.

Теория и её реализация

Итак, матчасть нам говорит, что обратный осмос — процесс, в котором, при определённом давлении, растворитель (вода) проходит через полупроницаемую мембрану из более концентрированного в менее концентрированный раствор, то есть в обратном для осмоса направлении. При этом мембрана пропускает растворитель, но не пропускает некоторые растворённые в нём вещества. Вода, которая проходит через мембрану, называется пермеатом, вода с высокой концентрацией солей, которая остаётся и сливается — концентратом.

Обратный осмос используют с 1970-х годов при очистке воды, получении питьевой воды из морской воды, получении особо чистой воды для медицины, промышленности и других нужд.

Сразу оговоримся: обратный осмос эффективен в удалении из воды частиц с размерами 0,001-0,0001 мкм. В этот диапазон попадают соли жёсткости, сульфаты, нитраты, ионы натрия, малые молекулы, красители, железо, микроэлементы, тяжёлые металлы. Мембрана не задерживает низкомолекулярные вещества, например такие газы, как кислород, хлор, углекислый газ и пр. Именно из-за наличия этих газов в пермеате наблюдается слабокислая реакция, вплоть до рН 5.

Мембрана крайне плохо реагирует на хлорорганику, органические растворители, крупные механические частицы. По этой причине обычно используется грубый механический фильтр или узел предварительной очистки воды перед мембраной, а также угольный фильтр для удаления хлорорганики и органики в целом. Фильтры являются расходными элементами, если их не менять, то, принимая качество воды в нашем водопроводе, рано или поздно повредится мембрана — и тогда ремонт будет стоить намного дороже.

Также следует помнить, что даже при использовании предварительной очистки и её своевременной замене, мембрану иногда следует мыть: для этого используются химические антискаланты/дисперганты, которые растворяют осевшие на мембране соли алюминия (в основном — оксихлориды, используемые как коагулянты на водоканалах), сульфаты кальция, карбонаты кальция-магния и гидроокись железа. Иногда пишут, что эти реактивы отмывают коллоиды оксида кремния, растворяет осадки фторида кальция и сульфатов стронция и бария — что же, это означает, что в реагенте есть комплексон 3 (трилон Б) и какие-то поверхностно-активные вещества, а значит рассказы о нежности мембран в отношении к высокомолекулярным органическим соединениям сильно притянуты за уши. Впрочем, трудно себе представить наличие таких осадков в значимых количествах после предварительной очистки.

Какие узлы стоят обычно после мембраны?

Для удаления остаточного хлора часто имеется угольная пост-фильтрация – небольшой линейный фильтр, заполненный активированным углем, через который проходит пермеат. Его задача — поймать остатки растворенного хлора и прошедшей через мембрану органики. Поскольку вода после нормально работающей мембраны содержит мало негативных примесей, то и нагрузка на постфильтр невысока, а потому менять его нужно реже.
Минерализующие картриджи (реминерализаторы) – важнейший элемент для любителей не терять полученные с пищей минералы – картридж восполняет утраченные на мембране минералы, но вместо смеси полезного и вредного, минерализатор добавляет только полезные. Как правило, минерализуют воду макроэлементами, такими как кальций, магний, натрий, калий. Так же восполняется анионный состав, хотя на самом деле это неважно. Без минерализатора Вы будете употреблять воду, которая не содержит кальций и магний — а потому может потенциально приводить к остеопорозу, особенно у детей и женщин: в этом случае элементы будут просто «вымываться» из зубов и костей. К сожалению, именно на этом узле экономят недобросовестные производители очищенной воды.
Структуризаторы – отдельная когорта картриджей, которые сложно назвать фильтрами, так как проверить их влияние на воду практически не возможно. Их задача – под воздействием разного рода факторов «изменять структуру воды в лучшую сторону». Победители «Битвы экстрасенсов» одобряют. Исключительно разводка маркетологов на дополнительные деньги.
Ультрафиолетовое обеззараживание – как и в ряде другого оборудования этот элемент имеет свое узкоцелевое назначение – не допускать попадания потребителю ни одного жизнеспособного микроорганизма. Мне крайне сложно представить микроорганизм, который меньше 0,001-0,0001 мкм, содержится в воде в значимых количествах, вреден и пропускается службами водоканалов.
Системы коррекции рН — по сути, дозаторы фосфата и сульфита натрия, призванные повысить рН до 6,5-7,5 (выше уже писалось, что после обратного осмоса вода слабокислая) и связать свободный кислород. Доводом маркетологов являются страшные истории про иссушенную кожу, выпадающие волосы и растворяющиеся зубы. Касательно кожи и волос — тут я бы направил маркетологов к их коллегам по продаже шампуней с рН 5,5 — вода в худшем случае после обратного осмоса не сильно далеко ушла по шкале от «лучших шампуней», а проблемы с зубами больше будут вызваны не столько кислой средой, сколько деминерализацией — см. выше (кстати, рН уксуса и лимонного сока — порядка 2, яблоки и вишни имеют рН около 4 — зубы ничего так, терпят). На самом деле, комбинация свободного кислорода и слабокислого рН здорово корродирует все металлические элементы — и именно это необходимо устранять, хотя мне сложно представить усиленную коррозию качественной пищевой нержавеющей стали в этих условиях. Ну это если она качественная и нержавеющая, конечно.
Тем не менее, для чисто органолептических качеств питьевой воды рН можно корректировать — но уж точно не покупкой дорогостоящего реагента, а простой дозировкой разбавленного раствора пищевой соды.

Итого, какие мы расходные части имеем?

Фильтры предварительной очистки. Не будете менять — убьёте мембрану.
Антискаланты/дисперганты для отмывки мембраны. Если фильтры предварительной очистки меняются вовремя — практически не нужны.
Угольные пост-фильтры. Если не будете менять — ничего страшного не произойдёт.
Минерализующие картриджи. Обязательны.
Структуризаторы. Бесполезны.
Ультрафиолетовое обеззараживание (лампу иногда надо менять). Бесполезно.
Раствор для системы коррекции рН. Легко меняется на раствор пищевой соды. При условии качественной системы — работает так же.

А теперь — некоторые результаты анализа воды, которые попадались мне в жизни, по которым можно распознать систему очистки обратным осмосом и то, на чём в ней экономят.

Практический опыт

Откровенно говоря, я не встречал в странах постсоветского пространства водопроводную воду, которая имела бы проблемы по тяжёлым металлам. Я не декларирую порядок по хлорорганике или микробиологии, но с элементным составом воды на самом деле проблема чаще всего связана со следующим:

Жёсткость. Традиционно вода почти везде очень жёсткая. Ну мы это видим по накипи в чайниках. Чревато это песком и камнями в некоторых органах.
Рекомендации всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) для питьевой воды: кальций – 20-80 мг/л; магний – 10-30 мг/л. Для жёсткости какой-либо рекомендуемой величины не предлагается, но она связана с содержанием этих элементов. Российские нормативные документы (СанПиН 2.1.4.1074-01 и ГН 2.1.5.1315-03) для питьевой воды регламентируют: магний – не более 50 мг/л; жесткость — не более 7°Ж.
Норматив физиологической полноценности бутилированной воды (СанПиН 2.1.4.1116-02): кальций – 25-130 мг/л; магний – 5-65 мг/л; жесткость – 1,5-7°Ж.
Железо. Из-за старых ржавых труб — получаем высокое содержание железа. Это не особо вредно, но влияет на органолептику — вода на вкус «ржавая». И поэтому СанПиН регламентирует не более 0,3 мг/л железа, впрочем, цифру в ряде случаев можно поднять до 1,0 мг/л.
Алюминий. Технология водоканалов использует оксихлорид алюминия как коагулянт. СанПиН допускает до 0,5 мг/л алюминия, но лично я сильно подозреваю, что цифра — завышена из-за технологов, в той же Европе согласно 80/778/ЕС уровень не должен превышать 0,3 мг/л при оптимальной цифре 0,05 мг/л. Алюминий — редкостная дрянь, а потому чем его меньше — тем лучше.

Системы, которые Вы планируете использовать для очистки, в первую очередь должны справляться с этими элементами.

И что же выходит в итоге?

В ряде городов и регионов вода очень мягкая, например город Кузнецовск (ныне — Вараш), в котором располагается Ровенская АЭС, может похвастать такой водой:

На первый взгляд может даже показаться, что это — деионизированная вода, но это не так: обратите внимание на литий, железо, кремний. Имея довольно низкие значения по жёсткости (даже чересчур — по мнению ВОЗ), вода не является деионизированной.

Но к сожалению, в других регионах ситуация не так хороша — да, встретить превышения ПДК в воде из-под крана удаётся редко, но цифры часто близки к неприятным значениям.

Довольно жёсткая с аномальным соотношением: содержание магния выше, чем кальция. Достаточно высокое содержание стронция (впрочем, ниже ПДК) — вероятно, питается от подземных источников.

Разные по географии города, но одинаково: жёсткая, солёная вода.

Подводя итоги: найти воду, которая была бы оптимальна для употребления, практически невозможно. Именно в таких случаях и используют системы очистки. Правда, с переменным успехом.

Крайне разрекламированная система очистки воды компании Amway с задачей справляется частично:

Да, алюминий и железо связаны, но жёсткость осталась, как и прежде: содержание кальция и магния не изменилось. Впрочем, справедливости ради стоить отметить, что эти содержания и не превышали нормы. Однако, когда мы ввели добавки кальция и магния, которые соответствовали 100 мг/л и 50 мг/л соответственно, фильтр всё так же «пропустил» эти элементы.

Если использовать систему очистки обратным осмосом, то в конечном итоге пермеат может иметь вот такой состав:

Я даже видел несколько сертификатов качества разливной воды на продажу, которые хвалились подобными цифрами. Однако по факту это означает, что производитель сэкономил на реминерализации — и пьёте Вы деионизированную воду со всеми проистекающими из этого последствиями типа остеопороза — обратите внимание на крайне низкие значения по распространённым элементам типа кальция, магния, калия и даже кремния.

Вот так обычно выглядит качественная очищенная вода.

Как Вы видите — ничего лишнего, но уровни кальция и магния — в соответствии с рекомендациями ВОЗ, алюминия и железа практически нет. Небольшой уровень натрия, калия и фосфора — результат работы корректора кислотности, там используются именно фосфаты натрия и калия. Эту воду продаёт для детского питания компания Bebivita.

А вот — результат анализа их воды, когда реминерализатор стал постепенно изнашиваться:

Свалился кальций и магний, фосфор несколько повысился — до этого его растворимость сдерживалась кальцием и магнием — пора срочно менять картридж!

Обычно, в современных системах очистки о необходимости смены картриджа свидетельствуют датчики, которые по своей природе — кондуктометры, то есть измеряют проводимость воды, которая, как известно, зависит от содержания в ней растворённых солей (кстати, Xiaomi и другие китайские компании предлагают «датчики качества воды» на том же принципе, что вообще смешно).

Недобросовестные производители воды часто обманывают эти датчики следующим образом:

Перед Вами — результат анализа очищенной воды из кулера в Казани: по уровню магния и кальция вода не рекомендуется для питья, но есть аномально высокое содержание натрия! Это — не натрий из корректора рН — слишком низкий фосфор. И даже если вместо фирменной жидкости для коррекции использовалась сода — это тоже не наш случай: слишком низкий калий, а он — естественный загрязнитель соды. Просто разработчик подсыпал соль в свой деионизат, чтобы обмануть датчики общего содержания солей. Такую воду пить не стоит, хотя примитивный прибор и показывает, что всё отлично.

Выводы

Сначала — грустная статистика:

По разным подсчётам доля пресной воды в общем количестве воды на Земле составляет 2,5—3 %.
Распределение пресной воды по земному шару крайне неравномерно. В Европе и Азии, где проживает 70 % населения мира, сосредоточено лишь 39 % речных вод.
В настоящий момент можно с уверенностью заявить, что около 80 стран страдают от нехватки пресной воды, пригодной для питья. Прежде всего, стоит отметить север Азии, Средний Восток, Китай, Мексику, Аргентину, Чили и даже западные штаты Америки. Территория Австралии находится под серьезной угрозой в связи с недостатком воды.
По данным ООН на начало 2000-х годов более 1,2 млрд людей живут в условиях постоянного дефицита пресной воды, около 2 млрд страдают от него регулярно. К середине XXI века численность живущих при постоянной нехватке воды превысит 4 млрд человек.

Можно говорить, что в настоящее время качество водопроводной воды соответствует нормам, но уже иногда наблюдаются опасные приближения к уровню ПДК. Токсичностью вода не обладает, но может вызывать некоторые нарушения при постоянном употреблении.

Чтобы повысить качество воды наиболее технологичными и удобными являются системы обратного осмоса. Однако, как вокруг любой технологии, набирающей популярность, существует масса спекуляций — как со стороны поставщиков и продавцов систем, так и со стороны предприятий, их использующих.

Наиболее частой ошибкой покупателя/пользователя системы является:

Приобретение ненужных узлов-плацебо, например «структуризаторов».
Приобретение дорогостоящих реактивов, например, регуляторов рН.
Несвоевременное обслуживание важных узлов системы.

Наиболее частой махинацией со стороны производителей очищенной воды является несвоевременная замена (или полное отсутствие) минерализующих картриджей.

Разбираемся в особенностях обратного осмоса — что это, и для чего используется?

Системы для очистки воды, в реалиях сегодняшнего дня, должны обладать высокой эффективностью, адекватной стоимостью и большим ресурсом работы.

Стандартная установка обратного осмоса с тремя ступенями

И, что немало важно, всё это должно соединяться в устройстве компактных размеров, габариты которого не должны ставать причиной неудобств на любой, даже самой маленькой кухне.

Раньше любой хозяин, желающий выполнять водоподготовку своими руками, а не надеется на коммунальные службы, сталкивался с необходимостью идти на компромисс с одной из ключевых характеристик.

Он вынужден был либо жертвовать компактностью в пользу эффективности, либо наоборот. Всё изменилось с появлением фильтров обратного осмоса, о которых и пойдет речь в данном материале.

1 Как работает фильтр обратного осмоса?

Что такое обратный осмос широкой общественности стало известно в середине 1970 годов, когда технология из медицинской сферы распространилась на остальные области промышленности.

Изначально её начали использовать для обработки морской воды (опреснения) и в пищевой сфере. Но многочисленные положительные отзывы от ученых, занимающихся вопросами очистки питьевой воды, стали толчком для расширения границ её применения.

Принцип действия устройств очистки воды, работающих по технологии обратного осмоса, заключается в использовании мельчайших мембранных фильтров, при прохождении под давлением через которые вода переходит из концентрированной, в менее концентрированную форму.

Грубо говоря – обратно делится на молекулярные составляющие. При этом размер ячеек мембраны соответствует величине молекул воды, в то время как размер загрязняющих веществ гораздо больше, вследствие чего происходит максимально качественная фильтрация всех примесей.

Принцип действия фильтров обратного осмоса

Такой принцип действия очень эффективен, хотя и имеет свои особенности, о которых мы будем говорить в дальнейшем.

Данная технология позволяет осуществить очистку воды от следующих загрязнителей:

Полное удаление всех растворимых солей, что гарантирует качественное умягчение воды;
Удаляются органические вещества и микроорганизмы, оказывающие вред на здоровье человека, молекулярная масса которых больше 100;
Коллоидные частицы;
Любые механические загрязнения;

Главным достоинством данного метода, который является контраргументом на любой озвученный недостаток, является то, что системы обратного осмоса возглавляют рейтинг по эффективности очистки воды от приносящих вред веществ.

Ни одно другое устройство для бытовой обработки воды не способно обеспечить такой уровень фильтрации.

К недостаткам относится:

Умеренная продуктивность фильтра (для того чтобы иметь доступ к большому количеству очищенной воды необходимо дополнительно приобрести накопительный бак);
Мембрана не способна очистить воду от двухвалентного железа – требуется предварительное окисление его до нерастворимой формы;
Мембраны не удаляют соединения хлора, которыми вода дезинфицируется на очистных предприятиях, так как размеры их молекул гораздо меньше молекул воды. В прочем, современные устройства оборудованы дополнительными ступенями обработки воды, которые устраняют эту проблему;
Цена (как стоимость самого фильтра, так и необходимость приобретать дополнительный бак);
Сложно произвести ремонт фильтра своими руками. В случае его поломки необходима помощь специалиста;

Более детальное описание категорий систем обратного осмоса и их основные конструктивные особенности смотрите по ссылке. Там же рассмотрены примеры отдельных представителей классов.

Схематический рисунок, показывающий действие мембраны обратного осмоса в приближенном виде

Очень часто приходится сталкиваться с мнением, мол вода, профильтрованная обратным осмосом, оказывает вред на организм. Давайте разберемся, так ли это. По сути, основную неразбериху в этот вопрос вносят производители бутилированной воды, которым выгодно оклеветать технологию и убедить людей в том, что она приносит вред.

Это объясняется тем, что большая часть минеральной воды, поступающей на прилавки магазинов, очищается тем же обратным осмосом, только это не придается особой огласке, а когда у человека появляется возможность делать то же самое своими руками, то, ясное дело, относить деньги в магазины за питьевую воду мало кто будет.

Все апелляции про вред осмоса заключаются в претензиях к чрезмерной очистной способности таких фильтров: якобы с загрязнителями удаляются и большинство полезных веществ.

Это не выдумка на пустом месте, действительно некоторые минеральные соли, польза которых неоспорима, выводятся из состава воды, но все современные фильтры комплектуются специальными минерализаторами, которые увеличивают содержание полезных минералов до количества, превышающего изначальные показатели в несколько раз.

Так что можете быть уверенными – никакой вред вода очищенная способом обратного осмоса не приносит, по крайней мере этот вред – не больший чем у магазинной питьевой воды.

1.1 Из чего состоит система обратного осмоса?

Современные промышленные установки обратного осмоса – это, в основном, многоступенчатые системы очистки воды, которые состоят из нескольких функциональных модулей для поэтапной очистки и обеззараживания.

Среднестатистический фильтр обратного осмоса состоит из трех рабочих элементов. Первый – бак с фильтром грубой механической очистки, второй – бак с мембраной обратного осмоса, и третий – бак, заполненный угольным фильтратом, который выполняет обеззараживание воды.

Простейшая импортная фильтровальная система обратного осмоса

Поскольку высокое внимание удаляется вопросам безопасности и предотвращению чрезвычайных ситуаций, такие системы часто комплектуются автоматическим блоком управления, которой отвечает за аварийное отключение воды в случае обнаружение протечек.

Ну а сами фильтры оборудованы быстросъемными фитингами – с помощью которых они могут быть оперативно демонтированы с трубопровода своими руками. Главным элементом системы очистки воды, работающей по данной технологии, является мембрана обратного осмоса.

В корпус фильтра под давлением поступает поток входящей воды, которая проходит через мембрану и подвергается очистке, после чего вода разделяется на два потока: очищенная жидкость и отходы с высокой концентрацией загрязняющих примесей.

Очищенную воду принято называть пермеатом, а загрязненную – концентратом. После прохождения угольного фильтра пермеат выводится к потребляющим воду устройствам, либо в накопительный бак, а концентрат сливается в канализационную систему.

Основной принцип метода, который является залогом качественной очистки воды – это высокое давление потока воды при её прохождении через фильтр. За поддержание необходимого уровня давления отвечает роторный, либо центробежный насос, являющийся очень важной частью системы водоснабжения.

Без качественного насоса, который бы поддерживал давление в системе, вода попросту не проходила бы через мембраны с оптимальной скоростью.

Поскольку мембраны обратного осмоса являются очень нежными конструкциями, необходима их регулярная очистка от осадков и накоплений загрязняющих веществ. Эту очистку не нужно выполнять своими руками – весь процесс полностью автоматизирован.

Фильтровальная система обратного осмоса с подключенными обогатителями потока

Защита мембран выполняется в два этапа: первый – предварительная обработка, для этого используются специальные химические вещества, которые уменьшают образование осадка, второй – снятие загрязнений, за это отвечают специальные системы промывки фильтра.

Такой подход обеспечивает отсутствие потери продуктивности, и эффективную работу мембран на протяжении всего эксплуатационного ресурса.

2 Кто производит фильтры обратного осмоса?

Для того чтобы вы смогли лучше ориентироваться во всем разнообразии устройств обратного осмоса, мы решили составить рейтинг производителей, на продукцию которых стоит ориентироваться при выборе системы очистки воды.

Рейтинг производителей поможет вам лучше ориентироваться во многих вещах, что связаны с их продукцией. Да и выбрать фильтр намного проще, если ты заранее знаешь, что от этого производителя ожидать.

Сразу отметим, что большинство специалистов сходятся в одном мнении: предпочтение стоит отдавать отечественным производителям, так как устройства иностранных фирм могу обладать лучшими техническими характеристиками и более красочным описанием.

Но в большинстве случаев все эти преимущества остаются исключительно на бумаге, а на деле же они ничем особенным не отличаются.

Отечественные компании, которые заботятся о своей репутации, выпускают на рынок устройства, спроектированные при учете наиболее распространенных в нашей воде загрязнителей и остальных нюансов. К тому же, немаловажным является вопрос ремонтопригодности, преимущество по этому показателю также за российскими производителями.

Возглавляет наш рейтинг компания «Барьер». Их устройства из серии «ПРОФИ Осмо» принято считать эталоном по соотношению цены и качества.

Промышленные установки обратного осмоса

Фильтры из этой линейки обладают пятиступенчатой системой очистки воды, которая выполняет качественное умягчение, удаление механических загрязнений, обеззараживание, а также дополнительную минерализацию и насыщение воды полезными веществами.

К тому же в комплекте с ними идет полноценный накопительный бак. Обратный осмос Барьер – это оптимальный выбор среди устройств бытовой очистки воды.

Одним из лидеров рынка среди отечественных производителей является компания «Гейзер», которая вошла в наш рейтинг на вторую позицию. Системы обратного осмоса «Гейзер Престиж» являются очень востребованным на рынке.

По сути, это устройства, которые обладают исключительно положительной репутацией – их качество и эффективность подтверждают как высокие оценки специалистов, так и положительные отзывы пользователей.

Замыкает рейтинг компания «Аквафор» — это фирма, которая одной из первых начала осваивать технологию обратного осмоса на просторах России. Их устройства зарекомендовали себя как хорошие рабочие лошадки, которые отлично выполняют свои функции на протяжении всего срока эксплуатации.

В целом, кроме вошедших в рейтинг общепризнанных производителей, можно отметить также фирму «Atoll» — сравнительно нового игрока на рынке очистных устройств, который своими технологиями стремительно завоевывает всё большую популярность.

Если качество продукции данной компании не будет снижаться – скоро она сможет возглавить любой рейтинг производителей фильтров обратного осмоса.
к меню ↑

2.1 Отзывы о фильтрах

Еще один представительно бытовой фильтровальной установки с дополнительным оборудованием

Теперь рассмотрим отзывы о установка обратного осмоса. Они помогут вам окончательно сформировать свое мнение и определиться с выбором.

Елена, 30 лет, Архангельск:

После покупки фильтра обратного осмоса я уверена – загрязненная вода больше не будет приносить вред мне и моей семье. Кто хоть раз пробовал воду после фильтрации, больше никогда не захочет пить её с водопровода – их вкус кардинально отличается.

Мы с мужем купили «Гейзер Престиж» и специальный бак для воды около двух лет назад. Могу сказать, что вода, очищенная своими руками, не идет ни в какое сравнение с той жидкостью, что течет из крана.

Изучать отзывы, безусловно, полезно, но советую вам убедиться в этом самостоятельно.

Александр, 26 лет, Москва:

Вода в моем городе слабо пригодна для питья, а терпеть вред, который приносит моему организму некачественная вода, у меня нет ни малейшего желания.

Уже на протяжении шести лет я пользуюсь фильтром обратного осмоса, и убедился в том, что польза от этого устройства просто колоссальная.

Я имел опыт работы с разными системами фильтрации, и могу сказать, что именно обратный осмос возглавляет рейтинг по качеству очистки воды. Своими руками можно подготовить воду, которая не уступает той, что продается в магазине.

В комплект к фильтру я рекомендую приобрести накопительный бак для воды – этот устройство иногда не слабо выручает, когда нужно сразу большое количество отфильтрованной воды

голоса

Рейтинг статьи