Как работает обратный осмос: принцип действия

Как производится установка обратного осмоса

Теперь давайте посмотрим, как самому установить обратный осмос. Ничего сложного в этом нет. Разберем работу на примере системы «Гейзер-Престиж».

Таблица 2. Установка обратного осмоса

Шаги, фото	Описание
Шаг 1 – удаление транспортных заглушек	Снимаем все транспортные заглушки. Первая находится на входе в предочистку, вторая на выходе из нее (смотрите инструкцию от производителя).
Шаг 2 – соединение предочистки с мембранным баком	От мембранного бака выходит гибкий шланг. Берем его свободный конец и соединяем его с выходом предочистки, как показано на фото.
Шаг 3 – дренажная заглушка	Далее снимаем дренажную заглушку – ее просто нужно потянуть на себя. Зетам снимаем остальные заглушки с постфильтра и минерализатора
Шаг 4 – установка крана на бак	На накопительную емкость, к выходящей сверху резьбе прикручиваем кран, который должен быть надежно в итоге затянут, поэтому используем гаечный ключ. Не переусердствуйте, чтобы не сломать пластиковые детали.
Шаг 5 – соединение частей устройства трубками	Синяя трубочка JG одевается на вывод крана, а вторым концом на вход постфильтра. Зеленая присоединяется к входу в систему предочистки, и к выходу тройника адаптера на водопроводе. А красная к дренажному шлангу. Все соединения выполняются от руки – просто воткните конец трубки на штуцер. Вторая синяя трубочка соединяет выход пост угольного фильтра с краном на подачу чистой воды.
Шаг 6 – сборка тройника-адаптера	Далее в магистраль нужно врезать тройник-адаптер. Для этого выполняем его предварительную сборку – резьбовое соединение уплотняется сантехническим льном, который дополнительно промазывается силиконом. Также можно использовать ленту фум, но она не так надежна, как старое проверенное средство. Устанавливаем затем тройник в магистраль – удобнее всего это сделать на выходе холодной воды, перед установкой гибкой подводки до смесителя. Обязательно уплотняем соединения прокладками и льном.
Шаг 7 – подключение шланга к тройнику	К выходу крана подключаем трубку, которая затягивается при помощи специальной накидной шайки – сначала вручную, а потом ключом.
Шаг 8 – установка крана	Далее в мойке сверлится отверстие на 12 мм, в которое будет установлен кран для чистой воды. Он имеет одну центральную ось, которая и заводится в отверстие. Снизу в правильном порядке ставятся прокладки, после чего положение крана фиксируется при помощи гайки. О порядке установки прокладок смотрите в инструкции к осмосу.
Шаг 9 – подключение крана к фильтру	На трубку, которая у нас идет на кран надевается гайка, потом в нее до упора вставляется пистон. После этого гайка закручивается на кране – соединение получается надежным и не даст течи.
Шаг 10 – подключение дренажа к канализации	Затем трубку от дренажного шланга нам будет нужно врезать в канализацию. Для этого в пластиковой трубе слива сверлим отверстие на 7 мм. Шланг вставляем в специальный хомут, идущий в комплекте, и проталкиваем внутрь трубы. Фиксируем винтовые зажимы на хомуте.

В завершение нам останется только промыть фильтр. Для этого подаем на него воду, перекрываем кран на баке и открываем кран для чистой воды на мойке. Ждем 10 минут и переключаем краны в обратном порядке – на баке открыт, на мойке перекрыт. Ожидаем пару часов, пока накопительный бак не наполнится. Потом сливаем из него всю воду и повторяем процедуру еще раз. Теперь система полностью готова к работе – оцените качество воды!

Принцип работы и назначение системы

Обратным осмосом называют процесс, в котором поток воды разделяется на две неравные части с различной плотностью. Одна часть представляет собой чистую воду, а вторая – воду с большим количеством загрязнений.

Для такого разделения используется специальная мембрана с очень мелкими отверстиями. Их размер составляет 0,0001 микрон.

Вода, проходя через картриджи предварительной очистки, освобождается от взвешенных частиц, остатков хлора, органических соединений.

Попадая в обратноосмотическую мембрану, вода проходит через ее полупроницаемые слои и разделяется дальше на два потока.

Один из них, концентрат, сбрасывается в канализацию, а второй, пермеат, попадает в накопительный резервуар, который компенсирует неспособность мембраны обеспечить в проточном режиме достаточную для пользователя продуктивность.

Через поры мембраны могут проникать только частицы, размер которых соответствует размеру молекулы воды или меньше.

Крупные частички через мембранный барьер не проникнут, но они способны засорить эти мелкие поры, поэтому перед тем, как подвергать воду процедуре обратного осмоса, ее необходимо подготовить.

Поры мембраны в 200 раз меньше за вирусы и в 4 тыс. раз меньше чем бактерии. Она пропускает через себя только молекулы воды и кислорода

Для механического удаления загрязнений используют два фильтра с отверстиями соответственно в пять и в один микрон. Между этими двумя фильтрами устанавливают еще один – с угольным наполнителем. Он задерживает молекулы различных химических веществ, растворенных в воде: железа, соединений хлора, тяжелых металлов и т.п.

Молекулы некоторых веществ по размеру меньше, чем молекулы воды. Если предварительная очистка отсутствует, они могут проникнуть сквозь мембрану и загрязнить воду.

Продукты, полученные в результате обратного осмоса, называют пермеат и концентрат. Последний – это та часть воды, в которой сконцентрированы загрязнения. Эта часть составляет обычно около 60-65% воды, она утилизируется в канализацию.

Обратный осмос используется для очистки воды на молекулярном уровне.

Пермеат – это очень чистая воды, степень очистки достигает 98%. Вместе с вредными загрязнениями мембрана и фильтры отсекают также многие полезные вещества, которые придают природной питьевой воде уникальный привкус и свойства. Чтобы устранить этот небольшой недостаток, пермеат пропускают через еще один фильтр.

Для обогащения воды полезными минералами, используют минерализатор. Биокерамический фильтр с турмалином позволяет приблизить структуру пермеата к естественному состоянию. Существуют также постфильтры со способностью подвергать воду ультрафиолетовому излучению.

Самый простой постфильтр содержит активированный уголь и кокосовую скорлупу. С его помощью пермеат подвергают дополнительной очистке и придают ему приятный природный вкус. При желании, от таких модулей можно отказаться, но тогда вода, полученная из системы обратного осмоса, будет не такой вкусной и полезной.

На этой схеме подробно отражен порядок подключения и функционирования системы обратного осмоса и обозначены все ее основные элементы

В базовой комплектацию входят необходимые элементы, которые могут обеспечить эффективную работу обратного осмоса.

Если же загрязненность воды превышает норму или система водоснабжения не способна обеспечить нормальную работу устройства, то его усовершенствуют с помощью дополнительного оборудования.

Достоинства и недостатки бытового осмоса

Система обратного осмоса имеет ряд преимуществ:

Универсальное предназначение. Они могут использоваться как в бытовых условиях, так и на крупных предприятиях, в детских и образовательных учреждениях, заведениях здравоохранения (школах, детских садах, больницах и т. д.).
Эффективная очистка от органических частиц. Мембрана не позволяет пройти молекулам биологического происхождения, если их вес больше 100 единиц, а также возбудителям вирусов гепатита, холеры и других опасных болезней.
Очищение воды от вредных для организма солей и неорганических веществ практически на 98 %. Бытовой осмос способствует очищению воды от стронция, свинца, нитритов с нитратами, железа, хлора, асбеста, ртути, мышьяка, цианидов и иных примесей.
Сохраняется природный вкус воды. Кислород и другие безвредные газы легко проникают через поры мембраны.
Чистота отфильтрованной с помощью бытового осмоса воды аналогична дистиллированной, в которой отсутствуют какие-либо вредные вещества.
Доступная цена. Системы обратного бытового осмоса довольно популярны. Рыночный ассортимент моделей позволяет каждому выбрать подходящий вариант исходя из своих финансовых возможностей.

Мы перечислили основные достоинства бытовых систем обратного осмоса, и теперь предлагаем перейти к недостаткам.

Любое устройство имеет свои минусы. И системы бытового обратного осмоса – не исключение. Однако среди часто встречающихся отрицательных моментов есть те, которые являются довольно спорными.

Недостаточное количество полезных солей и минералов в воде после мембранной очистки. Некоторые эксперты называют этот пункт негативным явлением очищения с помощью бытовых систем обратного осмоса. По их мнению, в полученной воде, как и в дистиллированной, отсутствуют необходимые человеческому организму ценные элементы.

Ряд диетологов говорит о том, что такая очистка делает воду совершенно бесполезной. То есть при фильтрации отсеиваются не только вредные, но и важные для здоровья элементы. В качестве решения проблемы они предлагают обогащать очищенную жидкость при помощи минералов и солей. Так иногда делают в пищевой промышленности, но в быту это потребует дополнительных финансовых и временных затрат. К тому же, в настоящее время не доказано утверждение о том, что чистая вода обязана содержать дополнительные компоненты.

Засорение мембраны. С фильтром бытового осмоса постоянно контактируют концентрированные соли. Со временем мелкие поры забиваются соединениями железа, кальция и кремния и т. д. Рано или поздно засоряется любая мембрана: ацетатцеллюлозная, тонкопленочная композитная. Самой эффективной профилактикой таких засоров являются фильтры предварительного очищения: ионообменный, угольный и другие виды. Но их установка требует финансовых затрат.
Разрушение от высокой температуры. Систему бытового осмоса нельзя использовать для фильтрации горячей воды.

Читайте материал по теме: Способы очистки воды – от сложных систем до простых методов

Установка дополнительных приспособлений

Работу даже такого серьезного оборудования, как обратноосмотический фильтр, можно сделать более эффективной, установив дополнительные элементы.

Такие, как например:

Регулятор давления. Оборудование предназначено для защиты элементов водопровода от перепадов давления, превышения допустимых значений на входе в фильтрационную систему и компенсации гидроударов.
Система защиты от протечек. Устанавливается перед фильтром и перекрывает воду в случае протечек и попадания на нее воды. Минимизирует риски и ограничивает размер нанесенного ущерба, но не исключает полностью возможность утечек.
Нитратный префильтр. Используется для эффективного удаления нитратов, место монтажа согласовывается со специалистами.
Ледогенератор. Подключается через тройник в разрыв соединительной трубки, ведущей к питьевому крану.

Перед установкой фильтра измеряют манометром давление в магистрали. При значениях больших, чем 6,6 атм., устанавливают редуктор, при меньших, чем 2,2 атм., устанавливают насос, который будет создавать больший напор.

Для устройств, которые чаще всего используются чтобы улучшить функциональность обратного осмоса, далее приведено более подробное описание.

Элемент #1 — насос повышения давления

Мембранный фильтр, который является основой обратноосмотической системы, может полноценно функционировать только при определенном напоре воды в частном доме или квартире.

Если максимальное давление не превышает 2,8 атм., то для нормальной работы фильтра необходимо дополнительно установить помпу.

Если приходится докупать оборудование, то лучше это делать у одного производителя и руководствоваться разработанными им схемами подключения.

Пример одной из возможных схем. Насос может размещаться в разрыв поводящей трубки перед первым префильтром, а также после второго или третьего

Устанавливают насос только в паре с датчиком регулировки давления, который отвечает за его включение при падении давления и выключение при его скачке до максимума.

Датчик монтируют перед накопительным резервуаром, в разрыв трубки. При плохом качестве водопроводной воды перед насосом устанавливают магистральный фильтр грубой очистки.

Закрепляют насос повышения давления на горизонтальной или вертикальной поверхности с помощью специального кронштейна и шурупов

Если существует опасность усиления напора воды в системе до 3—4 атм., то для предотвращения протечек перед насосом нужно установить специальный клапан понижения давления.

Элемент #2 — ультрафиолетовая лампа

Иногда в обратноосмотическом фильтре складываются благоприятные условия для бурного развития микроорганизмов в следствии повышения температуры воды или простоя системы в течение длительного времени.

Это приводит к обрастанию префильтров микроорганизмами, снижению напора и ухудшению производительности оборудования. И тогда для дезинфекции воды используют ультрафиолетовые фильтры.

Устройство состоит из таких частей: нержавеющего корпуса с УФ лампой, находящейся внутри и блока питания, который преобразует напряжение в сети в значения, необходимые для работы лампы и предохраняет ее от скачков напряжения.

Вода, проходя внутри корпуса, просвечивается ультрафиолетовыми лучами и обеззараживается.

УФ лампа может устанавливаться после фильтра или перед ним. При монтаже лампы перед фильтрационным блоком ее часто используют в комплекте с префильтром

Место установки ультрафиолетовой лампы может зависеть от тех целей, которых необходимо добиться:

на входе в фильтр – для устранения сильных биологических загрязнений водопроводной воды;
между краном и емкостью – для защиты от попадания в бак микроорганизмов из питьевого крана.

На лампе для удобства монтажа предусмотрены две клипсы, которые помогают закрепить ее на блоке фильтрации или на любой другой поверхности.

Элемент #3 — минерализатор для воды

Вода, прошедшая через мембранный фильтр, на 90—99% очищается и избавляется от любых примесей, в том числе полезных и необходимых организму минеральных элементов. Такая вода кисловата на вкус.

Минерализаторы восполняют недостаток необходимых минералов, корректируют уровень PH. Картриджи-минерализаторы разных торговых марок могут отличаться по своему составу и ресурсу и обогащать воду кальцием, цинком, магнием, другими элементами.

Установку минерализатора проводят после мембранного фильтра и подключают преимущественно к двойному крану. Таким образом, у пользователя появляется возможность выбора между простой очищенной и минерализованной водой

В некоторых моделях фильтров обратного осмоса минерализатор играет также роль фильтра и устанавливается как последняя ступень очистки.

Как же работает обратный осмос

Разделение происходит за счёт перераспределения концентраций ионов и молекул между двумя полостями. При этом более крупные молекулы растворенных веществ и примесей частиц остаются в растворе и не забивают поры, поэтому мембрана сохраняет способность к фильтрации и разделению жидкостей достаточно длительное время. При этом производительность мембранного полотна практически не снижается.

Это свойство осмотического фильтра и сбивает с толку многих технологов. Если бы полотно просто отфильтровывало ионы и частички примесей, как обычный матерчатый или бумажный фильтр, то ресурс обратного осмос – фильтра размером со стакан составил бы несколько сот литров воды, как это происходит с угольными и цеолитовыми фильтровальными элементами.

Мембрана осмотического фильтра изготавливается по многослойной схеме, в таком полотне есть входная и чистая поверхность. Два слоя из разных материалов разделены прочной армирующей сеткой. Входная поверхность подвергается обработке, в результате которой образуется большое количество длинных и очень тонких пор. Чистая поверхность тоже наделена порами точно запрограммированного размера, что позволяет удерживать очищенную воду от обратной диффузии во входную камеру осмос фильтра.

Самое простое объяснение работы обратного осмоса выглядит так:

Входная поверхность изготовлена из материала, способного притягивать из раствора и удерживать на поверхности молекулы воды. Ионы соли или любого другого растворенного вещества практически не могут подойти и просочиться через микрокапилляры;
Избыточное давление в камере постоянно выдавливает молекулы воды в чистую полость осмос – фильтра, а загрязнения и ионы соли выдавливаются в обратном направлении, в начальную полость.

Таким образом, все примеси выдавливаются ионами воды на определенное удаление от мембраны, благодаря чему осмотические фильтры способны работать и не загрязняться намного дольше, и с более высоким качеством фильтрации.

Принцип действия обратного осмоса можно сравнить с ситом, заполненным мельчайшим сухим песком с небольшим количеством более крупных зернышек глины и камня. Под действием вибрации песок легко проходит сквозь мелкую сетку, тогда как примеси поднимаются на поверхность и остаются внутри сита.

К сведению! Мембраны обратного осмоса после заполнения водным раствором нельзя нагревать или высушивать, это неминуемо приводит к выходу из строя фильтровального элемента.

Понятно, что часть загрязнений и ионов примесей все же прорывается к капиллярам и забивает их. Качество очистки и производительность снижается, поэтому производители устанавливают на фильтр для воды с обратным осмосом рекомендованный безопасный ресурс по количеству пропущенной воды.

Установка

Для монтажа обратноосмотического фильтра нужна дрель, сверла, канцелярский нож, фум-лента, разводной ключ до ¾. Желательно иметь TDS-метр для анализа воды и манометр (измеряет давление в системе).

В паспорте каждой модели есть схема установки. Процесс облегчает цветная разметка шлангов.

Алгоритм монтажа:

Перекройте холодную воду. После этого откройте вентиль крана, чтобы снизить давление в системе.
Смонтируйте врезку в водопровод: шаровой кран вкрутите в проходную муфту, используя фум-ленту.
Открутите гибкий шланг с диаметром ½, который подает холодную воду в смеситель. Присоедините к резьбе шланга шаровой кран. С другой стороны врезка подсоединяется к фильтру.
Установите кран чистой воды. Если в раковине нет для него отверстия, просверлите его дрелью в нужном месте.
Установите сливной хомут на сточную трубу. Через это кольцо проходит трубка для слива грязной воды в канализацию. Хомут устанавливайте выше сифона. В сливной трубе просверлите отверстие нужного диаметра (показатель написан в паспорте фильтра). Вокруг дырочки наклейте защитную резинку. Установите хомут так, чтобы отверстие в нем и в трубе совпали. Затяните винты.
Соберите фильтр. Используйте специальный ключ из комплекта, и процедура упростится. Подсоедините гибкие трубки.
С одной стороны система обратного осмоса подключается к шлангу с холодной водой. Со стороны постфильтра вкручивается трубка, ведущая к накопительному баку, а оттуда – к крану чистой воду. К мембране подключается дренажный шланг, который идет к сливному хомуту. Герметизируйте все соединения.
Запустите систему.

Рейтинг и какая из моделей лучше

Хорошо зарекомендовали себя торговые марки «Барьер», «Аквафор», «Новая вода», Atoll, Aqualine. Они изготавливают комплектующие самостоятельно или используют мембраны Filmtec, Pentair и Osmonics из США, TFC из Южной Кореи. Эти полупроницаемые среды служат 2,5-5 лет.

Системы работоспособны 5-7 лет, если они периодически обслуживаются. Ниже в виде своеобразного рейтинга, описаны модели, которые стали лидерами продаж.

Atoll

Российский производитель в своих системах использует картриджи и колбы торговой марки PENTEK (продукты корпорации Pentair). Все элементы крепятся по стандарту John Guest – они быстро разбираются без использования специальных инструментов.

В модулях установлены картриджи стандартов Big Blue, Slim Line и Inline, которые продаются во всем мире. Производитель заявляет, что каждая деталь проходит проверку на герметичность.

Среди покупателей популярна модель Atoll A-575m STD.

Техническое описание:

Цена	14300 р.
Количество ступеней очистки	5
Производительность	11,4 л/час
Объем бака	18 л (12 л – полезный объем)
Дополнительные функции	Минерализация

Плюсы:

Компактные размеры, небольшой вес (5 кг);
Долгий срок эксплуатации;
Легкость обслуживания;
Объемный бак;
Удаляет 99,9% загрязнений и патогенов, а затем насыщает жидкость полезными минеральными соединениями.

Минусы:

Стоимость системы и сменных элементов выше, чем у конкурентов.

Аквафор

Компания работает с 1992 года. В фильтрах используется сорбирующее волокно Аквален, гранулированные и волокнистые сорбенты. В дорогих моделях мембраны половолоконные. Компания самостоятельно производит все комплектующие. Специализируется на бытовых фильтрах.

Лидер продаж – модель Аквафор ОСМО 50 исп. 5.

Техническое описание:

Цена	7300 р.
Количество ступеней очистки	5
Производительность	7,8 л/час
Объем бака	10 л
Дополнительные функции	нет

Плюсы:

Доступная цена;
Удаление частиц, размером больше 0,0005 микрон;
Легкая замена картриджей.

Минусы:

Большой вес – 10 кг;
Работает при давлении не меньше 3,5 бар, насоса в комплекте нет.

Новая вода

Компания существует больше 12 лет. Производитель «Новая вода» вступил в Международную ассоциацию качества воды (Water Quality Association). В России всего две компании получили такое приглашение. Продукция «Новой воды» соответствует сертификату качества ISO 9001:2008 и сертификату системы экологического менеджмента ISO14001:2004.

Доверие покупателей завоевала модель Econic Osmos Stream OD310. Эта система создана по новейшим технологиям.

Справка. С предочисткой справляется один мощный фильтр, а не три, как в стандартных системах.

Econic Osmos Stream OD310

Техническое описание:

Цена	12780 р.
Количество ступеней очистки	3
Производительность	90 л/час
Бак	отсутствует
Дополнительные функции	возможна установка пост-минерализатора

Плюсы:

Высокопроизводительная мембрана Toray (Япония);
Компактность – системе не нужен бак, она быстро очищает воду в реальном времени;
Малый слив жидкости в канализацию;
Мембрана служит минимум 3 года, пред- и постфильтр нужно менять 1 раз в 6-12 месяцев;
Система легкая – весит 2,1 кг;
Фильтр работоспособный при давлении от 2 атмосфер, выдерживает нагрузку до 52 атм.;
Сменные элементы легко отсоединяются;
Гарантия 3 года.

Минусы:

Высокая цена.

TO300 с возможностью установки минерализатора

Еще одна популярная модель от компании «Новая вода» – ТО300. Это бюджетный вариант от производителя. Прямоточная система с обратным осмосом удовлетворяет нужды в питьевой воде 2-3 человек.

Техническое описание:

Цена	4940 р.
Количество ступеней очистки	3
Производительность	11,4 л/час
Бак	отсутствует
Дополнительные функции	возможна установка пост-минерализатора

Плюсы:

Картриджи и мембрана Toray задерживают 99,9% загрязнений;
Фильтр хорошо смягчает воду;
Систему можно расширить, установив бак для воды, дополнительный фильтр или минерализатор;
Очень легкая и компактная конструкция – 1,2 кг;
Простая установка;
Элементы быстросъемные.

Минусы:

Дивертор, через который фильтр подключается к водопроводу, не выдерживает гарантийный срок.

Барьер

Российская компания делает фильтры больше 15 лет. Системы водоочистки производят из прочного пластика BASF, сорбентом служит кокосовый уголь Norit.

Интересно. Для каждого региона России специалисты рекомендуют конкретный фильтр.

Покупатели оценили модель Барьер ПРОФИ Осмо 100.

Техническое описание:

Цена	7500 р.
Количество ступеней очистки	5
Производительность	12 л/час
Объем бака	12 л
Дополнительные функции	нет

Плюсы:

Надежная система за среднюю цену;
Быстрая очистка воды;
Высокое качество сборки.

Минусы:

Частая замена фильтров;
Занимает много места под мойкой.

Теория

Под осмосом понимается технологическая операция, сутью которой является склонность воды выравнивать степень концентрации добавок в растворах, разделенных мембраной. Эти перегородки оснащаются настолько микроскопическими отверстиями, что просочится через них в состоянии только молекулы воды.

При увеличении процентного содержания примесей в любом отделении такого сосуда, начнется процесс перетекания в него воды, до полного выравнивания плотности жидкости в обоих отделениях. Обратный осмос приводит к противоположному эффекту: здесь мембрана не выравнивает плотность воды, а разделяется ее на две порции – чистую и грязную. По этой причине процесс и получил приставку «обратный».

Как работает обратный осмос: принцип действия устройств тонкой очистки воды

Как производится установка обратного осмоса

Рекомендации по использованию осмотических фильтровальных систем

Принцип работы и назначение системы

Достоинства и недостатки бытового осмоса