Фильтры для воды

Система обратного осмоса. Принцип работы

Система обратного осмоса. Принцип работы

В настоящее время все меньше остается мест на земле, где есть чистая вода. Деятельность человека привела к загрязнению подземных вод, вредные вещества проникают на глубину более 100 метров.

Потребность в очищенной воде растет с каждым годом. Повышаются требования к качеству воды в промышленности. Для удаления вредных примесей эффективнее всего применение мембранных фильтров

Для фильтрации воды чаще всего используются системы обратного осмоса.

Осмос и обратный осмос.

Прямой осмос или осмос является основой процесса обмена веществ всех биологических организмов на клеточном уровне. Для осмоса нужен раствор, растворитель и разделяющая их полупроницаемая мембрана, служащая преградой для растворенного вещества. Мембранный барьер пропускает только молекулы воды и кислорода и задерживает все остальное. Прямой осмос происходит следующим образом: со стороны растворителя возникает осмотическое давление, при котором его молекулы проникают на сторону концентрированного раствора и разбавляют его.

Обратный осмос что это.

Обратный осмос — противоположный прямому осмосу процесс, здесь уже жидкость (вода) очищается от растворенных в ней частиц, проходя через специальную мембрану под давлением. Мембраны задерживают до 98% солей и примесей. Эти загрязнения остаются с другой стороны обратноосмотической мембраны, и в дальнейшем сливаются в дренаж. Дренажная вода — это концентрат исходной воды. Очищенную воду называют пермеат.

Так что такое обратный осмос — это процесс, в результате которого мы имеем на выходе чистую питьевую и техническую воду.

Впервые этот процесс применили для очистки жидкости в середине 20 века. А сегодня метод обратного осмоса считается одним из самых эффективных в водоподготовке и водоочистке.

Системы обратного осмоса применяются на промышленных предприятиях и в частном секторе для:

  • Дистилляции воды.
  • Получения воды типа 1 и 2 в сочетании с ультрафильтрацией.
  • В сочетании с ионным обменом получение фильтрованной воды.
  • Опреснения воды.
  • Снижения щелочности и умягчения воды.
  • Очистки жидкости от тяжелых металлов и токсичных элементов.
  • Очистки воды до норм СанПиН.
  • Очистки сточных вод.

Установки обратного осмоса нашли применение:

  • В пищевой отрасли. Применяют при производстве молочной продукции, напитков и бутилированной воды и другого.
  • В общепите.
  • В медицинских и образовательных учреждениях.
  • На предприятиях химической, легкой, фармацевтической промышленности.
  • В машиностроении, авиастроении, кораблестроении, металлургии и гальванических производствах.
  • На предприятиях микроэлектроники, где требуется глубоко обессоленная вода.
  • На всех предприятиях энергетики — гидроэлектростанциях, теплоэлектростанциях, атомных электростанциях, в котельных и др.
  • ЖКХ, для индивидуального водоснабжения.
  • В различных лабораториях, НТЦ, где требуется вода высокой очистки.
  • В бассейнах, в системах охлаждения.
  • На мойках самообслуживания, чтобы после мойки автомобиля не оставались всевозможные разводы и др.Система обратного осмоса. Принцип работыФильтр обратного осмоса удаляет из жидкости ионы натрия Na, кальция Ca, хлора Cl, железа Fe, тяжелых металлов, удобрения, мышьяк и другие примеси.Очищают жидкость в несколько этапов:
    1. Предварительная очистка с применением механических и угольных фильтров для удаления хлора и крупных органических примесей, песка, ржавчины.
    2. Очистка жидкости мембранным методом (через полимерную мембрану), не пропускает соли, бактерии и вирусы
    3. Очищенная жидкость скапливается в накопительных емкостях (баках).
    4. Постфильтрация. Применяют постфильтры (сменные картриджи) такие, как угольный картридж финишной очистки и кондиционирования воды, биокерамический картридж инфракрасного излучения и минерализатор. Они служат для более глубокой очистки воды, улучшения ее вкуса, ионизации и насыщения минералами.
      Мембрана обратного осмоса. Мембраны выпускаются в виде рулонных мембранных элементов, которые дают возможность установить большое мембранное полотно в маленьком объеме. Это позволяет создавать компактность установок обратного осмоса. вертикально, и горизонтально. Фильтр обратноосмотический имеет полупроницаемые мембраны, которые состоят из:
      • Тонкого селективного слоя, толщиной 0,1-1,0 мкм, являющимся барьером для загрязнений.
      • Пористой основы, толщиной 50-150 мкм, обеспечивающей прочность мембраны.
      По конструктивным особенностям мембраны бывают спирально навитые и половолоконные. Более востребованные спирально навитые мембраны. Материал для изготовления мембран — полисульфонамид, полиэфирсульфон, ацетат целлюлозы, фторопласты, полиэтилентерефталат, полиамиды, полиимиды, полиэтилен, полипропилен и многие другие полимеры. Селективность полиамидных мембран составляет 90-99,6%. Производительность мембранной установки может быть от 7 до 1900 л\ч. На скорость работы мембраны влияет температура и степени загрязнения жидкости, а также давление. Чем выше давление, тем быстрее происходит очистка жидкости. Загрязнение и промывка мембран. При постоянной очистке жидкости, установки обратного осмоса постепенно снижают производительность, снижается качество пермеата, отмечается высокий перепад давления на определенной мембране Все это говорит о том, что мембрана загрязнена. Чаще всего возникают следующие загрязнения: Система обратного осмоса. Принцип работы

Меловые отложения (карбоната кальция) в виде белесого, кремового или желтоватого налета.

    • Гипсовые отложения (сульфата кальция) и отложения бария или стронция. Этот осадок возникает часто после очистки морской и подземной солоноватой воды.
    • Отложения оксидов металлов. В основном это соли железа и марганца.
    • Осадок от кремниевых кислот, которые образуют устойчивые коллоидные отложения.
    • Отложения иловые, от водорослей, нарост плесени и грибков.

Виды и устройство установок обратного осмоса.

Установки выпускаются четырех видов:

  1. Бытовые. Качество питьевой воды выше, чем после очистки угольными фильтрами.
  2. Малой производительности (до 5 м3/ч) для промышленного использования с малым потреблением очищенной воды.
  3. Средней производительности (5 – 10 м3/ч) для применения в промышленности.
  4. Высокопроизводительные (свыше 10 м3/ч). Экономически выгодно для очистки больших объемов жидкости. Они снижают расход воды и потребление электроэнергии, количество концентрата на выходе всего около 25%.

Системы обратного осмоса имеют полуавтоматическое или автоматическое управление и состоят из нескольких модулей.

В основном, комплектация обратноосмотической системы следующая:

  • Фильтр предварительной очистки.
  • Насосная группа — насос высокого давления, частотный преобразователь.
  • Мембранный блок, с необходимым количеством мембранных элементов. В зависимости от того, какое качество имеет исходная вода, устанавливают от 1 до 4 напорных корпуса, можно и больше.
  • Арматура с обвязкой.
  • Устройства автоматики и регулирования параметров.
  • Шкаф управления.
  • Блок КИП, манометры.
  • Система очистки мембран.

Каждое предприятие подбирает для определенных целей разные системы обратноосмотической. На какие показатели стоит обратить внимание:

  • Состояние исходной жидкости. Необходимо сделать лабораторный анализ.
  • Требуемая степень очистки жидкости. В наше время установки способны удалить от 80 до 99,8 % загрязнений.
  • Размер мембран и их пор. Рассчитать количество необходимых фильтрующих блоков, исходя из производительности одного.
  • Насос высокого качества и длительной эксплуатации.
  • Определиться с количеством и типом фильтров для предочистки жидкости.

Преимущества и недостатки использования технологии обратного осмоса.

Достоинства:

  • Экономия рабочих площадей. Другие технологии очистки жидкости включают в себя различные узлы и участки для осветления, ионизирования, поступления доз химических реагентов. Иногда жидкость проходит несколько ступеней очистки. Это требует больших площадей, затрат на реагенты, вложения на трубопроводы, соединительные узлы, специальное оборудование и дополнительное число обслуживающего персонала.
  • Универсальность технологии. Различная производительность, подходит для дома, школ, больниц, детских садов, для малых предприятий и гигантов
  • Высокое качество очищенной воды. Количество примесей на выходе в десять раз меньше, чем прописано в действующих нормах.
  • Экономия электроэнергии и воды.
  • Высококачественная система автоматизации, обеспечивает бесперебойную работу системы.
  • Расходы на эксплуатацию незначительные.
  • Концентрат сбрасывается в канализацию, не требуется дополнительная утилизация.
  • Большой ассортимент моделей различной производительности. Можно организовать производство необходимой обратноосмотической установки по индивидуальным запросам заказчика.
  • В любое время можно установить дополнительные узлы в систему очистки и увеличить производительность.
  • Возможность установить обратноосмотическую систему в имеющуюся на предприятии систему водоподготовки.
  • Если качество исходной воды хорошее (водопроводная), то можно исключить некоторые стадии предочистки, так можно уменьшить затраты на установку.