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.

Характеристики промышленных установок обратного осмоса

При установке обратного осмоса в промышленности использование множества элементов является необходимым. Каждый из них выполняет свою функцию и помогает создать процесс очистки. Вот основные элементы:

• Фильтрация тонкой очистки воды от крупных частиц, которые могут повредить мембрану.
• Система подготовки реагентов, которые могут изменить химический состав примесей.
• Насос высокого давления, который может быть выполнен в разных конструкциях.
• Блок фильтрующих модулей.
• Панель управления.

В процессе очистки часто используют полупроницаемую мембрану, свернутую в спираль. Она позволяет производить фильтрацию воды: неочищенная вода на вход и очищенная вода на выходе, при этом образуется два потока - вода с концентрированными и очищенная примесями. Давление помогает проходить через поры мембраны, которые удерживают тяжелые металлы, соли, инородные соединения и некоторые бактерии. Кроме того, есть возможность сохранения растворенного в воде кислорода.

Если нужно временно сохранить очищенную воду, особенно если ее расход неравномерный, в систему добавляют накопительный бак. Также очищение воды не может происходить быстро, из-за того, что фильтрующие элементы подвергаются большой нагрузке.

За счет простоты и эффективности, понимание процессов обратного осмоса было актуально в течение длительного времени. Еще древние греки использовали подобную технологию для опреснения морской воды. Они создавали сосуд с стенками из воска, куда спускались в море. Вода, проникая через стенки сосуда, очищалась и приобретала свойства пресной.

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.

Сегодня на рынке представлен широкий ассортимент фильтров обратного осмоса. Корейские, американские, тайваньские и украинские бренды очень популярны, но, зачастую, российские фильтры превосходят их по качеству, а стоимость ниже из-за меньших расходов на транспортировку и отсутствия расходов на «растаможку». Среди отечественных производителей есть доверенные компании, такие как «Экволс», «Гидра Фильтр», «Аквафор», «Экодар», «Водэко», «Гейзер» и др. Однако, чтобы выбрать наилучший фильтр обратного осмоса, нужно учитывать заранее выбранные характеристики, а также стоимость владения, включая расходы на качество, скорость и объем очистки воды, а также затраты на обслуживание, энергоснабжение и потерю сброшенной в слив грязной воды в установках данного типа. В идеале, консультацию специалиста следует получить, чтобы точно понять, какой бренд и модель фильтра обратного осмоса нужен в конкретном случае.

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