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.

Статья о конструктивных особенностях промышленных установок обратного осмоса содержит описание основных элементов таких установок. К ним относятся фильтры тонкой очистки, система реагентной подготовки, насос высокого давления, блок фильтрующих модулей и панель управления. Несмотря на то, что существует множество разных видов насосов высокого давления, все они выполняют одну и ту же функцию — создание давления, необходимого для фильтрации воды через мембрану.

В установку помещается спираль, образованная полупроницаемой мембраной. Неочищенная вода с помощью насоса поступает внутрь этой спирали, а выходит из установки в двух потоках: один — с концентрированными примесями, а другой — очищенная и обессоленная вода. Для частичной очистки воды используются фильтры тонкой очистки, которые отсеивают крупные частицы, способные повредить мембрану. В свою очередь, система реагентной подготовки видоизменяет химический состав примесей, а блок фильтрующих модулей задерживает соли, меньшие по размеру, чем молекулы воды, некоторые бактерии и вирусы.

Несмотря на то, что растворенный в воде кислород сохраняется, такие установки могут потребовать добавления накопительного бака, особенно если расход очищенной воды неравномерный. Процесс очищения воды через мембрану медленный, в связи с чем высокая нагрузка на фильтрующие элементы требует временного накопления и хранения воды. Интересно, что древние греки использовали примитивные варианты установок обратного осмоса, чтобы опреснить морскую воду. Такие фильтры представляли собой сосуды со стенками из воска, которые опускали в море и пропускали через мембрану пресную воду.

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.

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