Фильтр обратного осмоса – как он работает и почему используется в промышленности? Как достигается высокое качество очистки воды с помощью этой технологии? Если изучить отдельные элементы фильтра обратного осмоса и принцип его работы, то можно получить ответы на эти вопросы.

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.

Функционал и возможности промышленных фильтров обратного осмоса обычно описываются по следующим характеристикам:

• Производительность - в диапазоне от 125 до 2000 литров в час и даже больше.
• Срок службы мембраны - от 3 до 5 лет или дольше (в зависимости от качества мембраны и правильной эксплуатации).
• Непрерывная работа - в большинстве случаев не менее 1 часа, перерыв в фильтрации - не более 2-х дней. Если фильтр простаивает длительное время, мембрану необходимо обрабатывать химически, чтобы избежать размножения бактерий и отложения солей на фильтрующем элементе.
• Качество очистки - до 100%.

Для того, чтобы мембрана прослужила как можно дольше, необходимо обеспечить ей соответствующий уход. Мембрана очень чувствительна к механическим и химическим повреждениям, таким как бактериальные колонии, коллоидные вещества, окиси металлов, песок и глина, которые могут закупоривать поры мембраны. Поэтому в промышленном осмосе всегда применяются дополнительные фильтры, которые используются для механической очистки от крупных примесей, нейтрализации хлора, железа, активных соединений, чтобы не перегрузить основную мембрану. Также фильтр необходимо периодически очищать. В некоторых моделях мембрана очищается во время работы дополнительным потоком.

Важно отметить, что промышленные фильтры обратного осмоса могут быть использованы на любом предприятии, где требуется тонкая очистка воды, которая приближена к дистиллированной. Они наиболее часто применяются в пищевой отрасли, теплотехнических сферах, химической и нефтехимической промышленностях, парфюмерно-косметической, лесной, целлюлозно-бумажной, медицинской, а также в тяжелом машиностроении, энергетике 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.

За счет использования метода обратного осмоса, вода проходит наивысшую степень очистки среди других типов фильтрации. Она полностью безопасна для здоровья людей и техники, использующей ее, но не содержит микро- и макроэлементов, которые необходимы для нашего организма. Чтобы придать этой фактически идеально чистой, но лишенной жизни воде необходимые для потребления ионы солей и другие полезные вещества, используют минерализаторы. Однако, в случае использования очищенной обратным осмосом воды, например, в теплогенерирующих установках, дальнейшая минерализация не рекомендуется.

Таким образом, у лучших фильтров обратного осмоса есть несколько недостатков:

• Не все они удаляют мельчайшие органические частицы и газообразный хлор (дополнительные модули очистки могут быть необходимы).
• Фильтрация приводит к снижению объема воды на выходе, который уменьшается до трети из-за того, что загрязненные фракции удаляются вместе с отходами, что снижает рентабельность использования фильтров.
• Использование очищенной воды таким способом может быть вредным, так как натрий, кальций, магний, калий и другие полезные элементы также удаляются. Это может привести к заболеваниям костей, зубов и кожи при длительном употреблении. Вместе с тем, снижение содержания солей в промышленной воде - необходимое условие для долгосрочной эксплуатации таких установок, в частности, теплоустановок.

Подходя к выбору очистной системы с учетом потребностей своего производства, с использованием рекомендаций экспертов и проверенных обзоров отдельных фильтров обратного осмоса, можно найти подходящее оборудование. Только учитывая конкретные требования и особенности каждого случая, можно сделать выбор в пользу наилучшей очистной системы.

Фото: freepik.com