Зворотний осмос. Технологія і передумови до застосування
"Спрацьований ще рабами древнього Риму" водопровід, - найбільше досягнення цивілізації, яке продовжує служити нам і сьогодні, перетворившись у великих містах в складні і розгалужені мережі. Природно, що для підтримки їх в порядку потрібні чималі зусилля і кошти. При нестачі того чи іншого водні артерії міста, доживши до вельми поважного віку, неабияк старіють: труби заростають усілякими відкладеннями, а роз'їдені корозією стінки лопаються то в одному, то в іншому місці, періодично залишаючи нас без води. І хоча на наших муніципальних станціях вода очищається не гірше, ніж в Парижі або інших містах розвинених країн, але поки вода дійде до квартир вона встигає знову "збагатитися" підхопленими в трубах шкідливими домішками. Так зване "вторинне забруднення" призводить до того, що вода, що ллється з крана, без додаткового очищення не придатна не тільки для пиття або вживання в їжу, але і для господарських потреб.
Нерозчинні домішки - пісок, іржа і осад, джерелом яких можуть бути і неякісні корродіруют труби, в тому числі і у вашій квартирі, і будівельне сміття, що залишилося після ремонтних робіт десь на водопроводі, і підсмоктування домішок ззовні, і інші фактори. Серед найбільш небезпечних для людського організму нерозчинних домішок, які можуть міститися в питній воді, солі важких металів займають особливе місце. Іноді здається, що концентрація їх у воді мала, але якщо вживати воду для пиття і приготування їжі день у день роками, важкі метали мають властивість накопичуватися в органах і тканинах, і їх концентрація в людському організмі може досягти такого значення, коли пагубного впливу на здоров'я не уникнути. Джерелом важких металів у воді може бути і нестандартний неякісний припой, що застосовується при варінні труб, мідні труби, а також перехідники, крани, засувки й інша арматура, виконана з кольорових металів.
Системи зворотного осмосу
побутові ATOLL
Ти є те, що ти п'єш!
Як відомо, людське тіло на 80% складається з води, тому не дивно, що наше здоров'я і самопочуття безпосередньо залежить від якості споживаної нами води. Але, як це не парадоксально, ми не знаємо смаку чистої води. І як не парадоксально, поняття "смачна джерельна вода" давно вже не рівнозначно поняттю "чиста і корисна вода". Адже вода - універсальний розчинник, тому в ній в тих чи інших кількостях містяться всі речовини, які зустрілися на її шляху. Саме тому так розрізняється за смаком вода їх різних місць, а часом - і з сусідніх колодязів. І тільки очищення на молекулярному рівні, що і здійснюється в фільтрах з використанням тонкоплівкової мембрани, може звільнити воду від усіляких домішок. Через пори мембрани, що мають розмір 0,0001 мікрон, можуть пройти тільки молекули води і кисню. І за твердженням тих, хто вже обзавівся мембранним фільтром, що пройшла через нього вода - з прозорими бульбашками на стінках посудини від насиченості киснем - настільки смачна, що пити її хочеться постійно, а не тільки в ті моменти, коли долає спрага.
І, як то кажуть, на здоров'я: за твердженням медиків, чим більше п'єш води, тим краще очищається організм (за умови, що сама вода його не забруднює). Тому при вживанні такої води ви не тільки не нашкодите здоров'ю, з чим в більшій чи меншій мірі справляються всі фільтри, але і можете поліпшити його.
Природа осмосу - в природі!
За принципом роботи мембранні системи є зворотноосмотичними. Явище осмосу (вирівнювання концентрацій розчинів, розділених напівпроникною мембраною) лежить в основі обміну речовин всіх живих організмів. Наприклад, підкладка шкаралупи курячого яйця є природною мембраною, через неї проходять молекули кисню, але затримуються забруднювачі. Стінки клітин рослин, тварин і людини представляють собою природну мембрану, яка є частково проникною, оскільки вона вільно пропускає молекули води, але не молекули інших речовин. Коли коріння рослин вбирають воду, стіни їх клітин формують натуральну осмотичну мембрану, яка пропускає молекули води і відторгає більшість домішок. Трави і квіти стоять вертикально тільки за рахунок так званого осмотичного тиску. Тому при нестачі води вони виглядають пожухлими і млявими. Фільтруюча здатність природної мембрани унікальна, вона відділяє речовини від води на молекулярному рівні і саме це дозволяє будь-якому живому організму існувати.
Застосування мембран для відділення одних компонентів розчину від інших має дуже давню історію, ще від Аристотеля, вперше виявив, що морська вода опріснюється, якщо її пропустити через стінки воскової судини. Вивчення цього явища і інших мембранних процесів почалося набагато пізніше, на початку XVIII століття, коли Реомюр використовував для наукових цілей напівпроникні мембрани природного походження. Але до середини 20-х років минулого століття всі ці процеси мали суто теоретичний інтерес, не виходячи за межі лабораторій. У 1927 році німецька фірма "Сарторіус" отримала перші зразки штучних мембран. Після Другої світової війни американці, використовуючи німецькі напрацювання, налагодили виробництво ацетат целюлозних і нітроцелюлозних мембран. Лише в кінці 50-х - початку 60-х років з початком широкого виробництва синтетичних полімерних матеріалів з'явилися перші наукові роботи, які лягли в основу промислового застосування зворотного осмосу. Перші промислові назад осмотичні системи з'явилися лише на початку 70-х років, тому це порівняно молода технологія в порівнянні з тим же іонним обміном або адсорбцією на активованому вугіллі. Проте, в Західних країнах зворотний осмос став одним з найекономічніших, універсальних і надійних методів очищення води, який дозволяє знизити концентрацію що знаходяться у воді компонентів на 96-99% і практично на 100% позбутися від мікроорганізмів і вірусів.
Системи зворотного осмосу
промислові KROS
Як це влаштовано?
Фільтр, що працює за принципом зворотного осмосу, влаштований досить просто: основний елемент, що дозволяє отримувати воду високого ступеня очищення - це, як писалося вище, тонкоплівкова мембрана. Якщо пояснювати зовсім спрощено, то вона являє собою щось на кшталт сітки, розмір осередків якої порівняємо з розміром молекули води. Зрозуміло, крізь таку "сітку" можуть пройти або самі молекули води, або речовини, розмір молекул яких ще менше - розчинений у воді кисень, водень і т.п. В результаті чого з води віддаляються практично всі розчинені компоненти, а також солі важких металів, органічні домішки і бактерії. Ну а всі інші конструктивні елементи зворотноосмотичної системи покликані лише забезпечувати сприятливі умови для роботи такої мембрани.
Уявіть собі, як швидко повинні забитися брудом такі маленькі пори мембрани, якщо на неї буде надходити звичайна водопровідна вода! Для того щоб цього не сталося, перед мембраною встановлюються префільтри - кілька ступенів попереднього очищення. Серед них обов'язково присутній ступінь очищення від механічних забруднень, що затримує суспензії, пісок і нерозчинні домішки з розміром часток більше 5мкм. Ще один ступінь забезпечує хімічне очищення від хлору, хлорвмісних сполук, пестицидів, органіки і т.п. за допомогою сорбції на активованому вугіллі. Залежно від якості вихідної води кількість ступенів в префільтри може бути збільшено.
У процесі роботи поступово перед мембраною накопичуються відфільтровані солі і різні домішки, через що вона може засмітитися і перестати працювати. Для постійного зливу цих «відходів» уздовж мембрани створюється примусовий потік води, змиває сконцентровані забруднення в дренаж. Тим самим збільшується продуктивність і термін служби мембрани.
Для досягнення нормальної продуктивності мембрани, на неї повинна надходити вода під тиском 3,5-4 атмосфери. Такий тиск - звичайна справа для більшості муніципальних водопроводів у великих містах. При тиску води менше 2-2,5 атмосфер (у тому числі і при заборі води з ємності без тиску) потрібен насос підвищення тиску.
Якщо очищена вода споживається нерівномірно, і періодично її витрата може зростати, то система очищення зазвичай доповнюється ємністю для зберігання чистої води. Іноді застосовується більш дорогий спосіб - системи оснащуються істотно більш потужним насосом і більш продуктивною мембраною.
Фільтруюча здатність системи Зворотного осмосу є справді унікальною. Жоден з фільтрів, що працюють за іншим принципом - механічного очищення. адсорбції або іонного обміну - не може забезпечити подібного ступеня очищення. Дуже важливо розуміти те, що навіть найкращі з "простих" побутових фільтрів не видаляють або далеко не повністю видаляють з води пестициди, бактерії, тригалометани і інші канцерогенні хлорорганічні сполуки, а також важкі метали і радіонукліди.
Аргументи за!
Деякі скандальні джерела розпускають чутки, що пити таку очищену обессоленную воду шкідливо для організму, оскільки в ній практично відсутні корисні мінеральні речовини.
По-перше, розчинені мінеральні речовини в тих кількостях, в яких вони містяться в звичайній воді, не забезпечують потреби в них людського організму при нормальному водоспоживання.
По-друге, та форма, в якій вони присутні в воді, погано сприяє їх засвоєнню. Людський організм звик засвоювати іони і мікроелементи в тому вигляді, в якому вони присутні в рослинної і тваринної їжі, тобто у вигляді органічних комплексів.
І по-четверте: чи багато Ви п'єте? - Літр кави в день. - Ото ж бо й воно, що кава. За рахунок своїх високих екстрактивних (витягають) властивостей така вода добре підходить для приготування їжі, а також різноманітних напоїв - кави, чаю, коктейлів. Супи та борщі виходять наваристими і смачними, чай і кава - більш ароматними і насиченими.
При умовно такою водою виключається алергічна реакція з боку чутливої шкіри. І, зрозуміло, такі захворювання, як відкладення солей або сечокам'яна хвороба, ніяк не можуть бути викликані знесоленої водою. Ця вода часто використовується в харчовій промисловості. Наприклад, ті ж фруктові соки в пакетах. Ці соки на ліанозовської або Останкінському заводі тільки розбавляються з концентрату. Або нормалізоване молоко і молокопродукти, приготовані з порошкового молока. Інші споживачі чистої води - виробництво пива, прохолодних напоїв, лікеро-горілчаних виробів, бутильованої питної води та багато іншого. Цікаво, що абсолютна більшість марок питної води в пляшках проводиться на промислових установках, які працюють за тим же принципом, що і побутові питні системи - тобто за технологією зворотного осмосу. Правда це стосується лише відомих, що мають багаторічну незаплямовану репутацію виробників.
Як це використовувати?
А для сім'ї і для себе, коханого?
Після того, як технологія зворотного осмосу була освоєна промисловістю, постало питання про можливість створення побутових фільтрів. І такі фільтри були створені. Вони невеликі за габаритами - вміщаються під кухонну мийку, як правило комплектуються невеликим (на 8-12 літрів) бачком для зберігання очищеної води і окремим питним краником для установки на мийку поруч з основним змішувачем. Купуючи такий фільтр, сім'я, по суті, стає володарем міні-заводик з виробництва кристально чистої питної води. І тоді у Вашому домі завжди, в будь-який час доби буде ідеально чиста, смачна вода, через яку не треба щодня бігати в магазин. Продуктивності стандартної моделі такої системи вистачає і на сім'ю з 6 осіб, і на улюблених домашніх тварин, включаючи навіть великі акваріуми, і на любителів кімнатного квітникарства.
Для тих, хто більшу частину свого часу проводить на роботі, теж є вихід: існують офісні автомати питної води з підігрівом і охолодженням, оснащені вбудованою системою зворотного осмосу. Такий автомат підключається до звичайного водопроводу, і необхідність купувати і зберігати величезні бутлі з водою відпадає назавжди. А разом з цим відпадають всі ризики, пов'язані з можливістю купити підроблену воду, розлиту в пляшки в сусідньому підвалі.
Ціна запитання
Природно, що вартість подібної системи не може бути дуже низькою - якщо роздрібна ціна опускається нижче 4500 рублів, то, швидше за все, це китайський товар, виготовлений з низькоякісних комплектуючих. Якісний фільтр, наприклад одна з найпоширеніших на ринку система Атолл А-560Е, коштує близько 250 у.о. Це недешево, проте і термін служби системи дуже великий. Звичайно, приблизно раз на півроку вам доведеться змінити картриджі, на що піде ще близько 20 у.о, а раз на два роки ще й мембрану (40-50 у.е). Але і продуктивність установки висока - побутова система здатна давати від 170 до 250л води на добу. В результаті, при розрахунку на дворічний період, літр води, отриманий шляхом зворотного осмосу обходиться в 1-2 руб / літр, в той час як середня вартість літра води в пляшках дорівнює близько 10 руб / літр. Таким чином, економічна вигода від придбання обратноосмотічеського фільтра очевидна.
Що таке "добре"?
За якими критеріями можна і потрібно оцінювати таке високотехнологічне обладнання, якщо постало питання про його придбання? Що стосується промислових систем, то тут однозначно відповісти неможливо, тому що кожен промисловий фільтр створюється, як правило, за індивідуальним проектом. У таких випадках максимальне значення має досвід роботи фірми-проектувальника, наявність подальшого сервісного обслуговування і, звичайно, якість тих елементів, з яких створюється ця складна система. Ситуація поки така, що найякісніші мембрани робляться в США, хоча в Росії є приклади виготовлення мембранних елементів з американського сировини.
Ось так за допомогою сучасних технологій можна економічно і ефективно вирішити проблему забрудненої води.