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.

Функциональность промышленных фильтров обратного осмоса может различаться, однако они имеют общие особенности в своей работе и характеристики.

Производительность фильтра с мембраной может варьироваться от 125 до 2000 литров в час, а в некоторых случаях и более. При правильной эксплуатации мембрана может использоваться до 5 лет. Тем не менее, это зависит от качества мембраны и способности следовать инструкциям по уходу.

Промышленные фильтры обратного осмоса обычно работают без прерываний, как минимум 1 час, и перерыв не должен превышать 2 дня. При длительном бездействии, мембрану фильтра необходимо химически обработать, чтобы избежать увеличения количества бактерий и отложений солей в мембране.

Качество очистки в системах промышленного обратного осмоса может достигать до 100%. Однако мембрана очень чувствительна к механическим и химическим повреждениям. Некоторые из них могут привести к блокировке "пор" мембраны в результате наложения бактериальных колоний и коллоидных веществ. Кроме того, мембраны чувствительны к окислам металла (например, ржавчине), песку и глине. Этим обусловлено наличие дополнительных фильтров, которые обеспечивают двойную защиту мембраны.

Также важно регулярно проверять и чистить фильтр. В некоторых конструкциях мембрана очищается дополнительным потоком во время работы.

Промышленные фильтры обратного осмоса необходимы в любой промышленности, где требуется очистка воды, приближенной к дистилляции. В основном фильтры используются в пищевой промышленности, теплотехнической отрасли, химической и нефтехимической промышленности, парфюмерно-косметической, лесной, целлюлозно-бумажной и медицинской отраслях. Кроме того, фильтры используются в тяжелом машиностроении, энергетике и металлургии.

Как выбрать лучший фильтр обратного осмоса?

Сегодня на рынке представлен огромный выбор фильтров обратного осмоса различных брендов. Среди них особенно популярны корейские, американские, тайваньские и украинские производители, но отечественные фильтры не отстают и часто превосходят их по качеству, а стоимость оказывается ниже благодаря меньшим расходам на транспортировку товаров и отсутствию сборов на таможне.

В России наиболее доверия заслуживают такие производители, как "Экволс", "Гидра Фильтр", "Аквафор", "Экодар", "Водэко" и "Гейзер". Однако, для выбора лучшего фильтра обратного осмоса рекомендуется предварительно определить требуемые характеристики и учесть понятие "стоимость владения". Важно учесть, какие расходы придется понести предприятию для достижения определенного качества, скорости и объема очистки воды. Также необходимо рассчитать мощность, затраты на обслуживание, энергопотребление и потери воды при очистке.

Оптимальным вариантом было бы получить консультацию специалиста, чтобы точно понимать, какая модель фильтра обратного осмоса подходит для конкретной ситуации.

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