16-07-2023
Обратный осмос — прохождение воды или других растворителей через полупроницаемую мембрану из более концентрированного в менее концентрированный раствор в результате воздействия давления, превышающего разницу осмотических давлений обоих растворов.[1] При этом мембрана пропускает растворитель, но не пропускает некоторые растворённые в нём вещества.
Обратный осмос используется в различных технологиях очистки воды от примесей, в том числе для опреснения воды и очищения питьевой воды для различных целей с начала 1970-х годов.
Содержание |
При очистке воды многие растворённые в ней вещества задерживаются на мембране фильтра. Для преодоления на мембране осмотического давления воду подают под давлением около 2…17 атм для фильтрации и опреснения питьевой и солоноватой воды, и 24…70 атм для морской воды.
В системах очистки воды обычно используются синтетические полупроницаемые мембраны. Мембрана задерживает высокомолекулярные загрязнители, но пропускает низкомолекулярные вещества, например, такие газы, как кислород, хлор, углекислый газ и пр. Некоторые газы могут определять вкус воды.
В отличие от перегонки, в процессе обратного осмоса вода практически не нагревается.
Современная промышленная установка обратноосмотического опреснения включает следующее оборудование: фильтр тонкой очистки воды, система реагентной подготовки, насос высокого давления, блок фильтрующих модулей, датчики и приборы управления[2].
Основной элемент установки обратного осмоса — полупроницаемая обратноосмотическая мембрана, помещённая в корпус. В неё поступает исходная вода, а отводится два потока — очищенная и обессоленная, которая называется пермеатом, и вода с концентрированными примесями, называемая концентратом, которая сливается. Продавливание воды через мембрану ведётся при высоком давлении, которое создает насос, обычно центробежный многоступенчатый или роторный. Для замедления образования нежелательных отложений на мембранах применяется дозирование ингибитора осадкообразования. Для снятия осадков с поверхности мембран используется система химпромывки. Для контроля качества очистки и рН — проточные измерители солесодержания и рН-метры. Для контроля расхода пермеата и концентрата — проточные расходомеры. Управление системой обратного осмоса можно осуществлять в полуавтоматическом и автоматическом режиме. Проверить качество работы обратноосмотической мембраны можно TDS метром.
Примером бытовой очистки воды мембраной обратного осмоса может служить фильтр, имеющий 3 картриджа грубой (механической) очистки, мембрану обратного осмоса, фильтр угольный. Такие фильтры получили широкое применение в Америке, Европе и Азии. Интересны также последние модели компактных фильтров обратного осмоса, имеющих ряд нововведений, а именно : автоматический клапан отключения воды при обнаружении утечек, насос повышающий давление, сменные фильтры с быстроразъёмными фитингами.
Достоинства и недостатки результата подготовки питьевой воды при помощи технологии обратного осмоса определяются особенностями технологии и целями фильтрации, которые зависят в первую очередь от изначального качества воды. Главной особенностью фильтров, использующих технологию обратного осмоса, является практически полная стерилизация воды. Через фильтр проходит молекула воды (размер 0,3 нм), но не проходит большая часть химических примесей и включений биологического происхождения, в частности микроорганизмов и вирусов (размеры от 20 до 500 нм). Например, фильтр может задержать бактерии холеры или вирусы гепатита.
Свойство практически полностью очищать воду от всех примесей трактуется и как достоинство, и как недостаток. Единого мнения на этот счет нет. Сторонники первого подхода считают, что вода выполняет в организме только функцию растворителя, поэтому должна быть максимально чистой. Другие же полагают, что в воде в обязательном порядке должны быть микроэлементы.[3].
ВОЗ не установила рекомендуемого уровня минерализации питьевой воды, но по органолептическим показаниям рекомендует предел общей минерализации питьевой воды в 1000 мг/л, а вода с содержанием солей менее 1000 миллиграм на один литр уже считается слабоминерализированной[4].
Очищенная вода может иметь слабокислую реакцию (pH<7) из-за наличия растворенного углекислого газа.
На сегодняшний день научно не доказан вред воды, очищенной с помощью обратного осмоса. Обратный осмос удаляет из воды все примеси, как полезные, так и вредные. Но дело в том, что полезные примеси (микроэлементы) человек на 80-95 % получает с пищей, и чаще всего отсутствия в воде кальция и магния, широко распространенных в природе и продуктах питания, человек просто не заметит. В тоже время, удалены будут и высокотоксичные вещества, которые содержатся в воде в минимальных концентрациях, однако, наносят ущерб здоровью человека.
То же самое касается и возражений, связанных с указанием на то, что обратный осмос удаляет «полезные примеси». Так, избыток фтора вызывает ряд серьезных заболеваний организма, а минеральные вещества усваиваются в основном из пищи. В тоже время, существуют люди с хроническими заболеваниями, постоянное употребление обратноосмотической воды которыми может вызвать обострение заболеваний.
К достоинствам системы обратного осмоса можно отнести то, что качество очищенной с помощью такой системы воды приближается к особо чистой, то есть в воде отсутствуют любые примеси. В случае наличия в фильтруемой воде вредных микроорганизмов (например, вода в сельских районах или в других случаях отсутствия качественной трубопроводной воды) обратный осмос можно сравнить с кипячением. Кроме того, вода из городских водопроводов, как правило, содержит большое количество антропогенных загрязнений в небольших количествах, которые не определяются распространенными методами анализа и не удаляются с помощью традиционных технологий водоочистки. В ряде стран обратноосмотическая очистка применяется в системах городского водоснабжения.
Сегодня существует множество методов обработки воды, но, к сожалению, ни один из них не гарантирует полное освобождение воды от микроорганизмов. Наиболее эффективные методы очистки воды от микроорганизмов — это дистилляция и обратный осмос.— www.menzelvoda.ru Статья «Микроорганизмы в воде»
Нет предпосылок для исключения кислорода в процессе фильтрации с помощью технологии обратного осмоса, так как размер молекулы кислорода (0,3 нм) соответствует размеру молекулы воды (0,3 нм).
По мнению специалистов ВОЗ, потенциальные последствия микробного заражения питьевой воды для здоровья таковы, что борьба с ним должна всегда иметь первостепенное значение и никогда не должна ставиться под угрозу[5].
Обратный осмос.
