Reverzní osmóza: Systémy čištění vody reverzní osmózou

Reverzní osmóza je proces, při kterém kapalina pod vysokým tlakem prochází polopropustnou membránou v opačném směru, než je osmóza (od koncentrovaného k méně koncentrovanému roztoku). Filtr s malou velikostí ok propouští molekuly vody, ale zadržuje většinu částic v ní rozpuštěných: soli, chemické nečistoty a inkluze biologického původu. V důsledku čištění budou z vody zcela odstraněny cizí vměstky o velikosti částic 0,001 až 0,0001 mikronů.

Metoda čištění reverzní osmózou je známá již od 1950. let minulého století. Tehdy se používal k odsolování mořské vody za účelem získání čerstvé vody vhodné k pití. Nyní je technologie aktivně využívána pro předčištění kapalin určených k plnění do lahví. Membrány s jemnými oky pomáhají odstraňovat sírany, dusičnany, soli tvrdosti, barviva, ionty sodíku atd.

Syntetické polopropustné membrány používané v jednotkách reverzní osmózy zadržují jakékoli vysokomolekulární škodliviny, ale umožňují průchod plynů (kyslík, oxid uhličitý) rozpuštěné v kapalině. Tato technika je také široce používána k získání vysoce čistých kapalin pro průmyslové a lékařské použití. Je také žádaný v každodenním životě: v domácnostech se instalují filtry s reverzní osmózou, které čistí vodu z vodovodu a studny od chlóru, bakterií, antibiotik a solí.

Možnosti systému reverzní osmózy

Typický systém reverzní osmózy se skládá z filtrů se syntetickými membránami a nádoby na demineralizovanou čištěnou vodu. Takové instalace jsou kompaktní a nezabírají velkou plochu, takže jsou vynikající pro domácí použití. Vzhledem k vysoké citlivosti membrán na znečištění jsou na vstupu instalovány další předčistící filtry, které zachycují velké mechanické nečistoty: částice rzi, písek.

Voda, dříve vyčištěná z velkých inkluzí, je přiváděna pod tlakem na membránu, prochází přes ni a vstupuje do nádrže. Kapalina, která neprojde malými buňkami membrány, je odváděna do kanalizace. V závislosti na výchozí kvalitě vody může koncentrovaný roztok solí a cizích nečistot tvořit minimálně 50 % původního objemu kapaliny.

Voda ze zásobníku je připravena k použití, takže není nutná instalace dalších čistících filtrů. Membrána reverzní osmózy je navržena tak, aby vyčistila minimálně 4 tisíce litrů kapaliny. Produktivita domácích reverzních instalací se pohybuje od 7 do 15 l/hod a průmyslových – v průměru 10-1000 m3/hod. Životnost membrány závisí na provozních podmínkách, ale obvykle je 1 rok.

Na výstupu se kapalina čistí od solí tvrdosti, fenolu a chlóru. Membrána také zadržuje až 99 % bakterií a virů, díky čemuž je voda absolutně bezpečná pro lidské zdraví. Pro prodloužení životnosti membránových prvků a zlepšení kvality čištěné vody se doporučuje výměna předúpravových patron minimálně jednou za 1 měsíců.

Systémy reverzní osmózy pro domácnost

Vodní systémy s reverzní osmózou pro domácnost jsou potřebné k odstranění následujících nečistot:

• ionty chlóru;
• těžké kovy;
• železo;
• arsen;
• insekticidy;
• organická a anorganická hnojiva.

Zároveň membrána zadržuje také hořčík, vápník a další stopové prvky, které jsou v malém množství pro tělo prospěšné. Kvůli tomu se vedou debaty o výhodách a škodlivosti vody, která se svými vlastnostmi blíží destilované. Obsah užitečných látek ve vodě, zejména ve vodě z vodovodu, je však minimální: 100 ml tekutiny obsahuje do 1 mg hořčíku a méně než 3 mg vápníku. Slepičí vejce obsahují 47krát více hořčíku a pšeničné otruby 590krát více. A 100 g parmazánu obsahuje denní potřebu vápníku (přes 1 mg). Není možné doplnit denní potřebu minerálů vodou, takže čištění reverzní osmózou nesnižuje její příznivé vlastnosti a pro nasycení kapaliny mikroelementy můžete nainstalovat nucený mineralizační filtr.

Výkon domácí instalace reverzní osmózy je dostatečný k zajištění pitné vody pro 4–6člennou rodinu nebo malou kancelář. Takové systémy mají následující vlastnosti:

• minimální tlak v systému – 3 atm;
• maximální tlak v systému – až 10 atm;
• přípustná teplota vody – ne více než 35 0C;
• objem akumulační nádrže – cca 5 litrů;
• zdroj filtračního prvku – od 4 do 7 tisíc litrů.

Membrána s reverzní osmózou v domácích instalacích vydrží v průměru 1 rok a vyžaduje pravidelné proplachování přibližně každých 3–9 měsíců. Za tímto účelem se odstraní a namočí do 5% roztoku kyseliny citrónové po dobu 3–5 hodin, poté se důkladně opláchne a vrátí zpět.

Průmyslové závody na reverzní osmózu

Průmyslový systém reverzní osmózy je určen pro demineralizaci vody baromembránovou separací kapalin na parmeát a koncentrát (výtlačný roztok s vysokou koncentrací nečistot). Zařízení je založeno na polymerní membráně s velikostí buněk měřenou v angstromech. Angstrom je jednotka, která se rovná 10-10 (přibližná velikost atomu vodíku). Póry membrány jsou tak malé, že čištění skutečně probíhá na úrovni molekulárních iontů. Tím je zajištěno odstranění až 99,7 % vměstků v závislosti na obsahu solí a znečištění původního roztoku.

Důležitým prvkem instalace je vysokotlaké čerpadlo, které vytváří potřebný provozní tlak. Typický čisticí systém obsahuje následující prvky:

1. hrubý filtr;
2. snímač nízkého tlaku;
3. vysokotlaké čerpadlo;
4. membrána pro filtr reverzní osmózy;
5. systém distribuce průtoku (kohoutky, uzavírací ventily, rotametry, barometry).

Průmyslový systém je nezbytný pro odsolování, změkčování a demineralizaci vody. Pomáhá také snižovat úroveň alkality a je vhodný pro zahušťování různých roztoků a čištění odpadních vod před vypuštěním. Komerční jednotky odstraňují až 99 % bakterií, asi 98 % organické hmoty a nejméně 97 % rozpuštěných látek, včetně radionuklidů. Tento způsob čištění snižuje náklady na energii a zvyšuje ekonomickou výkonnost podniku: produktivita zařízení dosahuje 1000 m3/hod.

Výhody a nevýhody reverzní osmózy

Produktivita, účinnost, dlouhá životnost a snadná údržba jsou zřejmé výhody úpraven vody s reverzní osmózou. Mezi nevýhody patří vysoké náklady, ale jeden filtr stačí na nejméně 1,5 roku provozu. Pro srovnání: vložka ve filtrační nádobě by se měla měnit alespoň jednou za 1-2 měsíce a v oblastech s tvrdou vodou – mnohem častěji.

Náklady na domácí filtr s reverzní osmózou jsou asi 7–10 tisíc rublů. Sada kazet pro to stojí od 1,2 tisíc rublů a musí se měnit přibližně jednou za 6 měsíců. Pokud je kvalita zdrojové vody nízká (je silně znečištěná, velmi tvrdá), pak je potřeba provádět výměny častěji. Pokud kazety nevyměníte včas, nahromaděné nečistoty učiní membránový prvek, srdce instalace, nepoužitelný.

Náklady na pořízení a údržbu filtru se mohou zdát vysoké, ale nejsou srovnatelné s množstvím čisté pitné vody, které jeho používáním získáte. Při produktivitě cca 7,8 l/h a provozu filtru cca 2 hodiny denně přijmete každý den přes 15,6 litrů pitné vody nejvyšší kvality, která stojí minimálně 20 rublů/l v balené formě. Náklady na filtr a kazety budou asi 11 tisíc rublů a úspory na nákupu nejčistší vody vhodné k pití a vaření budou více než 100 000 rublů!

Chytré filtry reverzní osmózy “Membranium”

Společnost Membranium je výrobcem membrán pro čištění vody, který působí na tuzemském trhu již více než 50 let. Společnost má vlastní výzkumnou laboratoř, která studuje a vyvíjí nové metody filtrace a čištění. Hlavní oblastí činnosti je výroba membránových prvků pro domácí filtry, včetně membrán pro reverzní osmózu z polymerních materiálů.

Nejnovějším vývojem společnosti je systém čištění s přímým průtokem založený na technologii reverzní osmózy, který je určen k zásobování soukromých domů a bytů čistou pitnou vodou. Kompaktní rozměry čtyřstupňového Smart filtru umožňují jeho umístění pod kuchyňský dřez. Zařízení nemá akumulační nádrž: stačí otočit kohoutkem a naplnit sklenici křišťálově čisté vody.

Chytrý filtr RO-800 je vhodný pro kompletní čištění vodovodní vody. Skládá se z uhlíkové patrony pro odstranění velkých částic, reverzní osmotické membrány a koncového uhlíkového filtru. Zařízení je jednoduché a snadno se používá, protože je vybaveno displejem z tekutých krystalů. Filtr odolává tlaku do 0,5 MPa (49 atm) a je také vybaven čerpadlem pro provoz v podmínkách nízkého tlaku ve vodovodní síti. Proto je optimální pro instalaci v bytech umístěných v horních patrech budov a je vhodný pro soukromé domy s vysokou pravděpodobností vodního rázu.

Membraniové filtry s reverzní osmózou jsou navrženy tak, aby vyhovovaly potřebám ruských rodin. Jsou produktivní a přípustná teplota filtrované vody se pohybuje od 5 do 38 0C. Chytrý filtr je klíčem k čisté a bezpečné vodě ve vaší domácnosti!