Система обратного осмоса: описание и польза

30 Апр 2015

Процесс обратного осмоса приобрел известность относительно недавно, в 1970-е. Именно тогда его начали использовать для очистки воды, преобразования соленой морской воды в питьевую, а также при получении стерильной воды, используемой в медицине и некоторых направлениях промышленности.

Что являет собой этот процесс, как он протекает? С помощью высокого давления воду пропускают через специальную мембрану, но, в отличие от обычного осмоса, направление меняется: вода из более концентрированного раствора попадает в менее концентрированный. Таким образом, благодаря использованию полупроницаемой мембраны осмос гарантирует прохождение воды, которая выступает в роли растворителя. При этом растворенные в ней вещества, бактерии и микроорганизмы в очищенный раствор не попадают.

Установки обратного осмоса обычно состоят из следующих элементов:

— специальная обратноосмотическая мембрана, помещаемая в корпус;

— насос, создающий высокое давление;

— система подготовки реагентов;

— фильтр для очистки воды;

— управляющие приборы и датчики.

Процесс очистки происходит следующим образом: вода, которую планируется очистить, попадает под создаваемым насосом высоким давлением в мембрану, из которой отходят два отдельных потока. Первый содержит очищенную воду без солей (пермеат), а второй – воду с примесями (концентрат). Последнюю обязательно сливают. При засорении мембрану очищают от осадков с помощью химической промывки.

Где и в каких целях применяют системы обратного осмоса?

Опреснение соленых морских вод. Чтобы получить пресную воду из морской, необходимо создать давление, которое превысит осмотическое давление морской воды. Так как величина такого давления довольно высока, для этих целей созданы специальные установки. Для сравнения, давление в них почти в 20 раз превышает то, которое создается в бытовом водопроводе. Используемые в опреснительных процессах мембраны нужно регулярно очищать из-за их высокой чувствительности к загрязнениям. Обязательно наличие механического фильтра.

Очистка воды. При пропуске питьевой воды через мембрану задерживаются высокомолекулярные вещества и пропускаются низкомолекулярные (например, газы – кислород, углекислый газ). Так как вода очищается ото всех примесей, она лишается и важных микроэлементов, поэтому после очистки в нее добавляют необходимые соли. Если вода нужна в технических нуждах, то при использовании простой и более дешевой мембраны, которая удаляет около 90-95% солей, можно получить воду приемлемого качества.

Пищевая промышленность. Систему обратного осмоса можно использовать при изготовлении концентратов фруктового сока и молока. Преимущества – невысокая стоимость эксплуатации и отсутствие термической обработки, благодаря чему сохраняются полезные вещества – белки, ферменты и др.

Медицина. Использование систем обратного осмоса гарантирует получение стерильной воды без каких-либо химических и биологических включений. Через мембрану не проходят даже вирусы и бактерии, ведь их размер больше пропускаемого через установку размера молекулы воды. Как уверяет ВОЗ, борьба с заражением воды микробами является первостепенной задачей в борьбе за здоровье человека.

Очищение сточных вод. Технологии очистки сточных вод на данный момент широко применяют обратноосмотические процессы. На последних этапах происходит чистках от солей, и обработанную питьевую воду возвращают в оборот. К примеру, такой технологией пользуется Сингапур. Международные организации охраны здоровья высоко оценили чистоту и качество воды после очистки в системе обратного осмоса.

Оценить преимущества использования обратного осмоса для обработки воды можно исходя из целей фильтрации и особенностей технологии. Основополагающее качество этой системы – стерилизация воды и очистка ее от солей, вирусов, бактерий и других микроорганизмов. Многие считают это свойство не преимуществом, а недостатком, ведь вода для питья должна содержать полезные для организма микроэлементы. Производители очищенной питьевой воды решают эту проблему добавлением нужных солей для минерализации, однако никаких минимальных рекомендуемых показателей ВОЗ пока не установила.