Что такое фильтр обратного осмоса, и как он работает? Почему этот метод используется в промышленности? И как с его помощью обеспечивается высококачественная очистка воды? Мы попытаемся ответить на все эти вопросы, рассмотрев принцип работы фильтра обратного осмоса и разобравшись с его основными компонентами.

Работа фильтров обратного осмоса для предприятий: в чем заключается принцип работы

Применение обратноосмотического фильтра получило широкое распространение с 1970-х годов. Он используется в промышленности для обессоливания морской воды и очищения пресной воды от примесей, чтобы сделать её пригодной для питья или технических нужд. Фильтры обратного осмоса используются и для производства, но сейчас они стали доступны также для очистки воды в бытовых условиях.

Принцип работы фильтра обратного осмоса заключается в том, что жидкость подается под давлением через ячеистую мембрану. Мембрана представляет собой молекулярное сито с настолько узкими отверстиями, что пропускают сквозь себя только молекулы воды и сходные по молекулярному размеру другие химические соединения. Вредные примеси, такие как тяжелые металлы, нитриты, нитраты и фосфаты останавливаются на мембране.

Модули обратного осмоса предназначены для фильтрации инородных включений, и могут удалить до 99,9% примесей. Также существуют простые и относительно дешевые мембраны, подходящие для бытовых нужд, к примеру, для полива растений, однако они останавливают только 80–95% примесей.

Фильтры обратного осмоса, используемые для очистки бутилированной и водопроводной воды в малых масштабах, недороги и не являются производительными, как многие промышленные фильтры, поэтому они могут использоваться в качестве магистральных фильтров для очистки воды в обычных квартирах.

Характеристики промышленных установок обратного осмоса

При установке обратного осмоса в промышленности использование множества элементов является необходимым. Каждый из них выполняет свою функцию и помогает создать процесс очистки. Вот основные элементы:

• Фильтрация тонкой очистки воды от крупных частиц, которые могут повредить мембрану.
• Система подготовки реагентов, которые могут изменить химический состав примесей.
• Насос высокого давления, который может быть выполнен в разных конструкциях.
• Блок фильтрующих модулей.
• Панель управления.

В процессе очистки часто используют полупроницаемую мембрану, свернутую в спираль. Она позволяет производить фильтрацию воды: неочищенная вода на вход и очищенная вода на выходе, при этом образуется два потока - вода с концентрированными и очищенная примесями. Давление помогает проходить через поры мембраны, которые удерживают тяжелые металлы, соли, инородные соединения и некоторые бактерии. Кроме того, есть возможность сохранения растворенного в воде кислорода.

Если нужно временно сохранить очищенную воду, особенно если ее расход неравномерный, в систему добавляют накопительный бак. Также очищение воды не может происходить быстро, из-за того, что фильтрующие элементы подвергаются большой нагрузке.

За счет простоты и эффективности, понимание процессов обратного осмоса было актуально в течение длительного времени. Еще древние греки использовали подобную технологию для опреснения морской воды. Они создавали сосуд с стенками из воска, куда спускались в море. Вода, проникая через стенки сосуда, очищалась и приобретала свойства пресной.

Возможности и функционал систем промышленного обратного осмоса

Системы фильтрации, использующие промышленный обратный осмос, могут обладать разнообразным функционалом, в зависимости от специфики применения. Обычно такие системы характеризуют следующие параметры:

1. Производительность – от 125 л/ч до 2000 л/ч и более.
2. Срок службы мембраны – 3-5 лет или более, при условии правильной эксплуатации и использовании высококачественных материалов.
3. Непрерывная работа, которая длится не менее одного часа. Перерыв фильтрации в таких системах не должен превышать 2 дней. Необходимо также учитывать длительное простояние мембраны, поскольку при отсутствии воздействия солей и бактерий на фильтрующий элемент может накапливаться различный мусор, что требует ее обслуживания.
4. Качество очистки в установках промышленного осмоса достигает 100%.

Для того, чтобы продлить срок жизни мембраны, необходимо обеспечить надлежащий уход за системой. Мембрана чрезвычайно чувствительна к любым механическим и химическим повреждениям, которые могут быть вызваны взвесью бактериальных колоний, коллоидными веществами, а также окисями металлов, песком и глиной. В связи с этим промышленный осмос обязательно дополняется другими фильтрами, которые предотвращают подобные проблемы. Кроме того, фильтр необходимо периодически очищать. В некоторых конструкциях мембрана может очищаться дополнительным потоком во время работы.

Важно учитывать, что системы промышленного обратного осмоса применяются на предприятиях, где есть необходимость в тонкой очистке воды, приближенной к дистилляции. Наиболее часто такие системы используются в пищевой, теплотехнической, химической, нефтехимической, парфюмерно-косметической, лесной, целлюлозно-бумажной и медицинской отраслях промышленности, а также в сфере тяжелого машиностроения, энергетики и металлургии.

Сегодня на рынке представлен широкий ассортимент фильтров обратного осмоса. Корейские, американские, тайваньские и украинские бренды очень популярны, но, зачастую, российские фильтры превосходят их по качеству, а стоимость ниже из-за меньших расходов на транспортировку и отсутствия расходов на «растаможку». Среди отечественных производителей есть доверенные компании, такие как «Экволс», «Гидра Фильтр», «Аквафор», «Экодар», «Водэко», «Гейзер» и др. Однако, чтобы выбрать наилучший фильтр обратного осмоса, нужно учитывать заранее выбранные характеристики, а также стоимость владения, включая расходы на качество, скорость и объем очистки воды, а также затраты на обслуживание, энергоснабжение и потерю сброшенной в слив грязной воды в установках данного типа. В идеале, консультацию специалиста следует получить, чтобы точно понять, какой бренд и модель фильтра обратного осмоса нужен в конкретном случае.

Установки обратного осмоса являются одними из наиболее эффективных фильтров для очистки воды, не имеющих аналогов по степени очистки. Они позволяют получить безвредную для человека и техники воду, однако бесполезную в качестве источника полезных веществ.

Для того, чтобы «оживить» такую идеально чистую, но «мертвую» воду, можно использовать минерализаторы, которые заново обогащают ее нужными ионами солей для пользы потребления. Однако, в случае использования воды, очищенной обратноосмотическим способом, например, в теплогенерирующих установках, подобная минерализация воды может быть противопоказана.

Несмотря на высокую эффективность таких фильтров, они имеют свои условные недостатки. Во-первых, ни один из них не вымывает некоторые мельчайшие органические частицы, а также хлор в газообразной форме (без дополнительных модулей очистки). Во-вторых, объем воды на выходе после применения такого фильтра уменьшается до одной трети из-за сброса загрязненных фракций в водоотвод, что снижает рентабельность очистки. И, в-третьих, поскольку из воды устраняются не только вредные вещества, но и полезные: натрий, кальций, магний, калий и пр. — длительное употребление очищенной таким способом воды может привести к заболеваниям костей, зубов и кожи.

Однако, ориентируясь на конкретные потребности своего предприятия и используя квалифицированные обзоры конкретных фильтров обратного осмоса, можно подобрать необходимое оборудование для очистки воды с учётом требований производства. Одним из ключевых условий выбора является знание конкретных требований предприятия. Правильный подход к выбору оборудования для очистки воды позволит получить максимально эффективное выполнение своих функций.

Фото: freepik.com