Обратный осмос: как это работает?

Обратный осмос — это технология очистки воды, при использовании которой жидкость под давлением проходит через синтетическую мембрану, задерживающую примерно 98% загрязняющих веществ, солей и примесей.

Обратный осмос считается одним из самых эффективных способов подготовки воды. Причем не только в бытовых условиях (для питья) и в промышленности, но и для решения более глобальной задачи — опреснения и очистки воды в регионах, где есть проблемы с питьевой водой. Рассказываем, как работает технология.

Что такое осмос

Осмос — это естественное явление, которое лежит в основе обменных процессов в живой природе. Благодаря ему организмы, например, получают питательные вещества и выводят продукты жизнедеятельности.

Раствор с меньшей концентрацией соли всегда переходит в раствор с более высокой концентрацией. То есть если взять разделенный полупроницаемой мембраной контейнер и одну его часть заполнить пресной водой (растворителем), а вторую — соленой (раствором), пресная вода начнет «перетекать» сквозь мембрану в ту часть, где вода соленая.

Это происходит потому, что в части растворителя возникает осмотическое давление, которое заставляет молекулы перемещаться в раствор, разбавляя его. Таким образом объем раствора увеличивается, создавая гидростатическое давление. В тот момент, когда осмотическое и гидростатическое давление уравновешивают друг друга, процесс осмоса прекращается.

Яркие примеры осмоса — корни деревьев, которые впитывают воду из почвы. Так же работают почки в организме, поглощающие воду из крови.

Обратный осмос

Осмос происходит естественным путем, не требуя затрат энергии. Но если оказать давление на ту часть контейнера, где находится раствор, запустится аналогичный процесс в другую сторону — это и есть обратный осмос.

В процессе обратного осмоса полупроницаемая мембрана будет пропускать молекулы воды, но остановит большую часть солей, органических веществ, бактерий и других примесей. Но для этого нужно оказать давление, которое будет превышать естественное осмотическое давление.

Что такое полупроницаемая мембрана?

Это специальная двухслойная синтетическая мембрана. Она состоит из селективного слоя — самого барьера для примесей, и армирующего слоя, который влияет на прочность мембраны. Они производятся из ацетата целлюлозы, армированного полиамида или тонкопленочных композитов.

Технология обратного осмоса способна удалить из воды 90–98% солей, органических веществ, бактерий и других частиц. Правильно работающая система задерживает примеси с молекулярной массой больше 150. В результате получается вода, которая не требует кипячения и очистки другими способами.

Обратный осмос эффективен при очистке поверхностных и грунтовых вод, а еще соленой воды не только в бытовых, но и в промышленных масштабах. Эту технологию используют в фармацевтической промышленности, при производстве продуктов питания и напитков и во многих других сферах.

Но у систем обратного осмоса все-таки есть недостаток: они пропускают растворенные в воде газы, например водород, кислород или азот. Из-за этого в очищенной таким методом воде может быть немного пониженный уровень pH. Вода с пониженным уровнем pH более агрессивно воздействует на металл, за счет чего увеличивается интенсивность коррозии металлических водопроводных труб. А это, в свою очередь, позволяет попадать в воду частицам свинца, меди и железа.

Если постоянно пить такую воду, металлы могут накапливаться в организме, создавая потенциальные риски для здоровья. Но их удастся избежать, если следить за кислотностью воды и состоянием водопроводных труб.

Картридж Гейзер мембрана 1812 Vontron 75

Обратный осмос в обычной жизни

Домашние системы обратного осмоса — это небольшие устройства, которые работают при давлении до 3 атмосфер. Они производят несколько литров воды в сутки. Это не очень много, но вполне достаточно для квартиры или дома. Воду после обратного осмоса можно пить сразу.

Как правило, мембраны обратного осмоса меняют или чистят 1–4 раза в год, в зависимости от качества поступающей воды. Понять, что время пришло, можно по внешним признакам: снизился напор воды, начались перепады давления.

Очистку мембраны производят с помощью реагентов с повышенным и пониженным pH. Все загрязнения делятся на несколько основных групп загрязнений:

• Коллоидные примеси — частички глины, угольная пыль и прочие примеси, которые прошли через фильтры предварительной очистки;
• Неорганические соли — карбонаты кальция и магния, железо, марганец и другие металлические соединения, создающие плотные отложения в мембране;
• Органические вещества, чаще всего природного происхождения, создают слизь между листами мембраны;
• Биологические обрастания — колонии водорослей и микроорганизмов, которые оседают и размножаются в корпусе мембраны.

Отложения неорганических солей помогут устранить кислые растворы (pH <7), а коллоидные и органические загрязнения устраняют щелочными растворами (pH >7).

Важно: все растворы для очистки обратноосмотических мембран достаточно агрессивны и могут быть опасными для здоровья, поэтому нельзя забывать о технике безопасности, а лучше обратиться в сервис.

Всё, что нужно знать про обратный осмос в одном абзаце

Обратный осмос — это эффективная и проверенная годами технология очистки и опреснения воды. Если правильно установить и вовремя очищать систему, она прослужит несколько лет и не потребует дополнительных трат.