Обратный осмос что это такое простыми словами
Обратный осмос, что это такое: плюсы и минусы, рушим мифы
Технология, позволяющая опреснить соленую воду и очистить пресную от растворенных в ней примесей, называется обратным осмосом. Вопрос о том, что несет в себе обратный осмос – вред или пользу для нашего здоровья, – встает перед всеми, кто хочет выбрать эффективное устройство для очистки питьевой воды. Рассмотрим особенности, основные недостатки и достоинства подобной системы фильтрации, широко используемой в бытовых фильтрах, чтобы определится с ответом на этот вопрос.
Система обратного осмоса была разработана более века назад, но реальное ее применение началось во второй половине ХХ столетия. Первоначально подобный способ фильтрации использовался в промышленности, а после того как удалось минимизировать затраты и размер устройства, стал применяться и в быту.
Споры о том, обратный осмос несет вред здоровью или пользу, не утихают уже долгие годы.
Природный и обратный осмос
Для понимания целей и процессов обратного осмоса рассмотрим явление прямого осмоса.
Осмосом называют одно из важнейших природных явлений. Его примером служит поглощение воды корнями растений из почвы. Суспензия с меньшей концентрацией имеет природную тенденцию мигрировать в раствор с большей концентрацией, проходя через полупронецаемую мембрану под давлением.
При обратном осмосе мы наблюдаем противоположный описанному выше явлению процесс, когда жидкость освобождается от растворенных в ней частиц. Осмос происходит естественным путем без применения энергии. Для осуществления обратного процесса к более сложному физиологическому раствору необходимо приложить давление. При этом мембрана играет роль своеобразной двери, пропускающей только вещества, габариты которых меньше либо равны диаметру молекул воды (кислород, хлор и некоторые другие примеси свободно проникают через нее).
Этот эффект был обнаружен еще Древней Греции, где на примитивном уровне его использовали для опреснения жидкости. Однако в широком применении обратный осмос появился только после появления синтетических мембран (ячеистых ацетатов) в 1970-х. А с усовершенствованием технологий начал широко использоваться для домашней очистки.
Вода после обратного осмоса считается экологически чистой, по своим характеристикам она напоминает талую воду из древних ледников.
Процесс работы фильтра
Исходная вода поступает в фильтр обратного осмоса из водопроводного крана, все отделенные примеси сливаются в канализацию вместе со стоками. Процесс очистки разделен на несколько этапов:
Подробно процесс показан на следующем видео:
Характеристики фильтров обратного осмоса
Плюсы бытовых систем обратного осмоса
Кроме того, что в результате такой очистки мы получаем воду, идеально подходящую для питья, у обратного осмоса есть и другие значимые преимущества:
К сожалению, в нашем мире не существует совершенных вещей, поэтому и у фильтров обратного осмоса есть свои минусы:
Отличный представитель обратного осмоса — фильтр Atoll A-550
Высококачественный фильтр оснащён специальным картриджем-минерализатором. Это позволяет не только делать воду чистой, но и насыщать её полезными веществами.
Производительности фильтра Atoll A-550 хватит на семью из 4-5 человек. Продукция поставляется со всеми необходимыми комплектующими, включая кран для питьевой воды.
Мифы и правда об обратном осмосе
Среди потенциальных потребителей распространяется из уст в уста множеств легенд, не подкрепленных фактами, о том, насколько вреден обратный осмос для организма человека.
Миф № 1. Вследствие подобной очистки вода лишается всех минералов, становится «мертвой»
На самом теле она превращается в слабо минерализованную (10–15 мг/л). В то время как у эталонной талой воды из ледников этот же показатель равен 2–5 мг/л. При этом в процессе очистки удаляются тяжелые металлы, радионуклиды, примеси ила, песка, болезнетворные бактерии, фенолы и пестициды. Те, кто беспокоится по этому поводу, могут дополнительно установить минерализатор. Иногда это устройство продается в комплекте с фильтром.
Миф № 2. Вода, прошедшая обратноосмотическую очистку, вымывает из организма необходимые ему минеральные вещества
Подобное утверждение не подтверждено ни одним исследованием. Наоборот, дочищенная вода работает как магнит, который собирает по вашему организму отработанные, отторгнутые вещества и несет их к легким и почкам для скорейшего выведения.
Миф № 3. От такой воды раскрошатся зубы
Это утверждение пошло из рекламной компании одной из компаний-производителей фильтров. Они утверждают, что длительное употребление воды, лишенной фтора, пагубно повлияет на состояние зубов. Как показали практические исследования, у потребителей дочищенной воды подобных проблем не наблюдается.
Миф № 4. Доочищенная вода становится безвкусной
Этот миф активно распространяется и сбивает с толку многих потребителей. С одной стороны, это действительно так, ведь мы привыкли пить хлорированную воду с высоким содержанием тяжелых металлов. Металлический привкус на языке нам привычен и даже приятен. Но кристально чистая вода не должна его иметь.
При ежедневном использовании воды, очищенной системой обратного осмоса, по-новому раскроется вкус кулинарных шедевров, вы узнаете, какими на самом деле являются любимый кофе или чай, если не ощущать при их питье привкус хлора и железа. Оздоровится организм, начнут вымываться камни и песок из почек.
Системы очистки воды обратным осмосом — здорово или не очень?
Сегодня я хотел бы поделиться с Вами своим видением систем очистки воды.
Я не хочу обсуждать различные фильтры, неэффективность которых давно уже известна — поговорим мы про системы очистки обратным осмосом, которые активно используются как на производствах, выпускающих очищенную воду, так и в быту.
К сожалению, вокруг этих систем имеется достаточно много маркетингового шума, который призван к получению прибыли производителем систем, но зачастую никак не связан с качеством получаемого продукта.
Из-за отсутствия понимания того, как работает система и какую воду следует употреблять, пользователь часто покупает лишние узлы и расходные элементы, а производители воды — экономят на жизненно важных деталях, выпуская воду, которая нежелательна для употребления.
Теория и её реализация
Итак, матчасть нам говорит, что обратный осмос — процесс, в котором, при определённом давлении, растворитель (вода) проходит через полупроницаемую мембрану из более концентрированного в менее концентрированный раствор, то есть в обратном для осмоса направлении. При этом мембрана пропускает растворитель, но не пропускает некоторые растворённые в нём вещества. Вода, которая проходит через мембрану, называется пермеатом, вода с высокой концентрацией солей, которая остаётся и сливается — концентратом.
Обратный осмос используют с 1970-х годов при очистке воды, получении питьевой воды из морской воды, получении особо чистой воды для медицины, промышленности и других нужд.
Сразу оговоримся: обратный осмос эффективен в удалении из воды частиц с размерами 0,001-0,0001 мкм. В этот диапазон попадают соли жёсткости, сульфаты, нитраты, ионы натрия, малые молекулы, красители, железо, микроэлементы, тяжёлые металлы. Мембрана не задерживает низкомолекулярные вещества, например такие газы, как кислород, хлор, углекислый газ и пр. Именно из-за наличия этих газов в пермеате наблюдается слабокислая реакция, вплоть до рН 5.
Мембрана крайне плохо реагирует на хлорорганику, органические растворители, крупные механические частицы. По этой причине обычно используется грубый механический фильтр или узел предварительной очистки воды перед мембраной, а также угольный фильтр для удаления хлорорганики и органики в целом. Фильтры являются расходными элементами, если их не менять, то, принимая качество воды в нашем водопроводе, рано или поздно повредится мембрана — и тогда ремонт будет стоить намного дороже.
Также следует помнить, что даже при использовании предварительной очистки и её своевременной замене, мембрану иногда следует мыть: для этого используются химические антискаланты/дисперганты, которые растворяют осевшие на мембране соли алюминия (в основном — оксихлориды, используемые как коагулянты на водоканалах), сульфаты кальция, карбонаты кальция-магния и гидроокись железа. Иногда пишут, что эти реактивы отмывают коллоиды оксида кремния, растворяет осадки фторида кальция и сульфатов стронция и бария — что же, это означает, что в реагенте есть комплексон 3 (трилон Б) и какие-то поверхностно-активные вещества, а значит рассказы о нежности мембран в отношении к высокомолекулярным органическим соединениям сильно притянуты за уши. Впрочем, трудно себе представить наличие таких осадков в значимых количествах после предварительной очистки.
Какие узлы стоят обычно после мембраны?
Практический опыт
Откровенно говоря, я не встречал в странах постсоветского пространства водопроводную воду, которая имела бы проблемы по тяжёлым металлам. Я не декларирую порядок по хлорорганике или микробиологии, но с элементным составом воды на самом деле проблема чаще всего связана со следующим:
И что же выходит в итоге?
В ряде городов и регионов вода очень мягкая, например город Кузнецовск (ныне — Вараш), в котором располагается Ровенская АЭС, может похвастать такой водой:
На первый взгляд может даже показаться, что это — деионизированная вода, но это не так: обратите внимание на литий, железо, кремний. Имея довольно низкие значения по жёсткости (даже чересчур — по мнению ВОЗ), вода не является деионизированной.
Но к сожалению, в других регионах ситуация не так хороша — да, встретить превышения ПДК в воде из-под крана удаётся редко, но цифры часто близки к неприятным значениям.
Довольно жёсткая с аномальным соотношением: содержание магния выше, чем кальция. Достаточно высокое содержание стронция (впрочем, ниже ПДК) — вероятно, питается от подземных источников.
Разные по географии города, но одинаково: жёсткая, солёная вода.
Подводя итоги: найти воду, которая была бы оптимальна для употребления, практически невозможно. Именно в таких случаях и используют системы очистки. Правда, с переменным успехом.
Да, алюминий и железо связаны, но жёсткость осталась, как и прежде: содержание кальция и магния не изменилось. Впрочем, справедливости ради стоить отметить, что эти содержания и не превышали нормы. Однако, когда мы ввели добавки кальция и магния, которые соответствовали 100 мг/л и 50 мг/л соответственно, фильтр всё так же «пропустил» эти элементы.
Если использовать систему очистки обратным осмосом, то в конечном итоге пермеат может иметь вот такой состав:
Я даже видел несколько сертификатов качества разливной воды на продажу, которые хвалились подобными цифрами. Однако по факту это означает, что производитель сэкономил на реминерализации — и пьёте Вы деионизированную воду со всеми проистекающими из этого последствиями типа остеопороза — обратите внимание на крайне низкие значения по распространённым элементам типа кальция, магния, калия и даже кремния.
Вот так обычно выглядит качественная очищенная вода.
Как Вы видите — ничего лишнего, но уровни кальция и магния — в соответствии с рекомендациями ВОЗ, алюминия и железа практически нет. Небольшой уровень натрия, калия и фосфора — результат работы корректора кислотности, там используются именно фосфаты натрия и калия. Эту воду продаёт для детского питания компания Bebivita.
А вот — результат анализа их воды, когда реминерализатор стал постепенно изнашиваться:
Свалился кальций и магний, фосфор несколько повысился — до этого его растворимость сдерживалась кальцием и магнием — пора срочно менять картридж!
Обычно, в современных системах очистки о необходимости смены картриджа свидетельствуют датчики, которые по своей природе — кондуктометры, то есть измеряют проводимость воды, которая, как известно, зависит от содержания в ней растворённых солей (кстати, Xiaomi и другие китайские компании предлагают «датчики качества воды» на том же принципе, что вообще смешно).
Недобросовестные производители воды часто обманывают эти датчики следующим образом:
Перед Вами — результат анализа очищенной воды из кулера в Казани: по уровню магния и кальция вода не рекомендуется для питья, но есть аномально высокое содержание натрия! Это — не натрий из корректора рН — слишком низкий фосфор. И даже если вместо фирменной жидкости для коррекции использовалась сода — это тоже не наш случай: слишком низкий калий, а он — естественный загрязнитель соды. Просто разработчик подсыпал соль в свой деионизат, чтобы обмануть датчики общего содержания солей. Такую воду пить не стоит, хотя примитивный прибор и показывает, что всё отлично.
Выводы
Сначала — грустная статистика:
Чтобы повысить качество воды наиболее технологичными и удобными являются системы обратного осмоса. Однако, как вокруг любой технологии, набирающей популярность, существует масса спекуляций — как со стороны поставщиков и продавцов систем, так и со стороны предприятий, их использующих.
Наиболее частой ошибкой покупателя/пользователя системы является:
Как устроена система очистки воды с обратным осмосом
Разберем что из себя представляет фильтр обратного осмоса. Как он очищает? Нужно ли покупать такую систему для квартиры или частного дома.
Качество водопроводной воды, в городском водопроводе, требует поиска альтернативных источников. Как минимум, для приготовления пищи и утоления жажды. Потому что, даже покупая в магазине, вы не всегда можете быть довольны ее качеством.
Рассматривая возможные варианты, понятно, что невозможно достичь лучшей очистки чем с помощью фильтра обратного осмоса. И наука еще не изобрела других способов. Что это за процесс, как он влияет на качество воды, обрабатываемой этой системой?
Обратный осмос — процесс, в котором, при определённом давлении, давлении, растворитель (обычно вода) проходит через полупроницаемую мембрану из более концентрированного в менее концентрированный раствор, то есть в обратном для осмоса направлении. При этом мембрана пропускает растворитель, но не пропускает некоторые растворённые в нём вещества.
Устройство и принцип работы
Любая система обратного осмоса снабжена специальным фильтром, основой которого является мембрана, способный пропускать только молекулы воды и другие химические элементы меньшего размера.
Принцип работы обратного осмоса
Обратный осмос имеет специальную осмотическую мембрану. Она пропускает через себя только молекулы водорода, кислорода и других химических элементов меньшего размера. Различные соли и другие вещества, которые делают воду излишне жесткой, попадают в канализационную систему
Таким образом, вода из водопровода, которая проходит через мембранный фильтр и не содержит примесей, поступает в специальный резервуар, который поставляется в комплекте.
Мембрана является очень деликатным элементом, не переносит контакта крупных и твердых предметов, которые могут повредить ее поверхность.
Из-за этого, имеются дополнительные фильтры, задача которых-удалить все крупные вещества, которые могут повредить мембранный фильтр. Из всего объема, поступающей в систему очистки, только треть остается для употребления, собираясь в резервуаре для хранения.
Некоторые системы очистки оснащены дополнительными фильтрующими элементами, которые повторно фильтруют уже очищенную и насыщают её минералами, тем самым улучшая ее качество. Чтобы полностью понять принцип очистки с помощью обратного осмоса, нужно разобраться во всём по порядку:
Вода, находящаяся в продаже в магазинах, даже приближенно не может сравниться по качеству с прошедшей очистку системой обратного осмоса.
Чем отличается обратный осмос от других фильтров. Видео.
Преимущества и недостатки
Вода после такого фильтра абсолютно чистая, без примесей, микробов и бактерий.
Это качество остаётся постоянным, вне зависимости от выработки ресурса сменных картриджей. Нет необходимости следить за скоростью очищения.
Запас накопительной ёмкости – от 8 до 12 литров жидкости.
1 литр очищенной жидкости накапливается в среднем 5-6 минут.
Мембрана пропускает только молекулы водорода и кислорода, остальные частицы и примеси не проходят.
Недостатки тоже есть
Установку не всегда получиться сделать самому.
Стоимость больше, чем у проточных, но срок эксплуатации значительно дольше.
Используется не вся поступающая жидкость, часть её вместе с задержанными частицами направляется в канализацию.
При расходе по водосчётчику это чувствительно.
Основные преимущества и недостатки, указаны выше. Использование воды такого качества приводит к очищению организма и, как следствие, к общему выздоровлению и долголетию. Нет никаких недостатков или жалоб на качество воды, очищенной этим методом. Проблемы могут быть вызваны только довольно частым обслуживанием, каждые два-три года, заменяется мембрана и другие фильтрующие элементы
Какая вода получается после очистки
Водопроводная
Что в настоящее время течет через городскую водную систему? Для его заполнения используется вода из реки, протекающей недалеко от любого крупного города. Но при этом все отходы крупных промышленных предприятий сливаются в ту же реку, хотя и прошли необходимую очистку.
Таким образом, в образцах из трубы могут быть обнаружены не только все известные химические элементы, но и другие опасные для жизни частицы микрокосма.
Вода из городской водопроводной трубы, даже отстаиваемая и кипяченая, имеет в своем составе много вредных веществ и тяжелых металлов, которые оседают в организме человека, вызывая заболевания, которые иногда требуют длительного лечения.
Только в небольших деревнях получают из водоносных горизонтов, но почвенная вода обычно излишне минерализуется, ее также нужно очищать от дополнительных примесей
После очистки обратным осмосом
Каким качествами обладает вода, прошедшая очистку фильтром обратного осмоса? К уже сказанному, можно добавить, что мембрана, делает состав воды не только уникальным.
Но ещё, она удаляет из нее все вредные бактерии и вирусы, которых предостаточно в городской системе водопровода. Воду, прошедшую очистку можно пить, не подвергая кипячению.
Благодаря умной системе, человек имеет возможность употреблять в пищу уникальную жидкость с высочайшей степенью очистки, по многим показателям приближенную к талой.
А ведь именно среди горцев, употребляющих воду из тающих ледников, наблюдается самый высокий процент долгожителей.
Чистая вода
Что получает пользователь, установивший дома эту систему:
Перечислять все плюсы, которые принесет пользователю приобретение фильтра обратного осмоса, не планировалось форматом этой статьи, хотя и сказанного достаточно для того, чтобы начать изучать возможность установки этой системы.
Как выбрать
Повышение спроса на чистую воду привело к образованию множества производителей систем очистки на принципе обратного осмоса, и потому к ее выбору следует подойти весьма ответственно.
Что нужно знать при выборе системы:
Может что-то и упущено, но основополагающие принципы по выбору фильтра обратного осмоса здесь изложены. В интернете об этом есть много информации, которая может помочь правильно выбрать нужную систему.
Что можно добавить к изложенному? Ситуация с экологией требует, чтобы человек заботился о своем здоровье.
Одной из главных составляющих этой заботы является потребляемая вода. Что бы ни говорили о пользе или отсутствии таковой у фильтров обратного осмоса, с уверенностью можно утверждать, что все вредные составляющие водопроводной воды он уберет- это точно.
А потому, как минимум, избавит владельца от опасности подхватить какой-либо недуг. Поэтому, принимать решение об установке этой системы лучше начать уже сейчас.
Принцип работы обратного осмоса
Для этого давайте представим себе некую пластину из плотного материала. На ее поверхности наливаем самую обычную водопроводную воду, содержащая в себе множество ненужных примесей в виде тяжелых металлов, молекул магния и кальция и пр.
Материал нашей представляемой пластины имеет микропоры, размер которых соизмерим с размером молекул воды. Молекулы воды, в силу размера элементов из которых они состоят, имеют ничтожно малые габариты, в то время как молекулы различных соединений в воде, значительно превосходят размеры молекул воды.
Таким образом, на поверхности пластины останутся одни лишь загрязнения, а на противоположной стороне будет почти идеально чистая вода. Т.е. очистка воды с помощью технологии обратного осмоса гарантирует фильтрацию от вредных примесей на молекулярном уровне.
Важно заметить, что бактерии и вирусы состоят из молекул, а это говорит о том, что даже самые мелкие вирусы не способны преодолеть рубеж, создаваемый плотной структурой фильтрующего материала.
Для очистки воды используются обратноосмотические мембраны – это та же пластина, но свернутая в рулон. Сфера их применения на столько обширна, что сложно представить современную жизнь без их участия. Они используются в наших домах для получения питьевой воды и для получения воды для аквариумов, вода, полученная обратным осмосом широко применяется во всевозможных лабораторных исследованиях, в различных типах промышленности, для получения воды посреди океана, также данная технология получения воды широко используется военными.
Как получать гарантированно чистую воду из осмотических систем?
Для бытовых систем очистки воды на основе обратного осмоса существует важное требование, необходимое для стабильной работы фильтра – это минимальное давление в системе водоснабжения.
Минусы в работе обратноосмотических систем
Справедливо будет замечание о том, что не может все быть так хорошо, в чем же подвох?
Обратноосмотические мембраны в процессе очистки 
разделяют воду на чистую и грязную. Очищенную мы употребляем, а вот грязная сливается в канализацию. Так вот соотношение грязной/очищенной воды примерно 60/40%, при давлении в магистрали 6атм, следует заметить, что при более низком давлении эти цифры могут отличаться, поэтому мембраны повышенной производительности, повышающие насосы для фильтров обратного осмоса, это не только необходимость для его работы, но и так же экономия бюджета в расходе воды. Многим становится жаль той воды, которая бесполезно утекает в канализацию. Но давайте разберемся. Во время фильтрации воды обратноосмотической мембраной из воды удаляется напрочь удивительно много загрязнений. Если бы мембрана не самоочищалась дренажным потоком, то срок ее службы составлял бы всего несколько месяцев, как у рядовых картриджей. А вместо этого осмотические мембраны служат до 5 лет! Так это больше чем гарантийный срок службы фильтра вы скажете! Так вот такой колоссальный срок службы достигнут именно благодаря промыванию обратноосмотической мембраны водой, уходящей в канализацию. Даже с таким соотношениями грязной/очищенной воды, системы обратного осмоса являются одними из самых экономичных фильтров для воды. Ведь, если посчитать объем воды, который вытекает к канализацию, в денежном эквиваленте, то затраты совсем не значительны. Что касается промышленных систем обратного осмоса, то они используют грязную воду для повторной фильтрации, чтобы свести к минимуму потери. В промышленных системах используется система рециркуляции для экономии воды, потому что расходуются большие объемы, несопоставимые с использованием в домашних условиях.
Осматические системы надежны, но требуют ухода
Для сохранения работоспособности обратноосмотических мембран на протяжении длительного срока, необходим уход за ней. Классические системы обратного осмоса состоят из системы предфильтров, осуществляющих очистку воды от крупных примесей и хлора, а также из самой обратноосмотической мембраны, которая очень восприимчива к хлору. Он просто напросто разрушает структуру материала мембраны и тем самым, резко снижает ее ресурс. Поэтому крайне важно своевременно производить замену предфильтров.
Фильтры на основе обратного осмоса комплектуются накопительными емкостями для хранения воды. Использование дополнительных емкостей обусловлено малой скоростью фильтрации обратноосмотических мембран. При стабильной и нормальной работе, поток очищенной воды с мембраны равен по размеру с грифель карандаша, если же давление воды порядка 3-х атм, то струйка превращается в частое капание, что тоже нормально. Поэтому используются накопительные емкости, которые выдадут нам отфильтрованную воду с большим напором. Все баки для осмоса производятся из материалов, допущенных к контакту с пищевыми продуктами, имеют долные сертификационные разрешения.
Накопительный бак представляет собой металлический или пластиковый сосуд ( в засимости от производителя, например у ТМ «Гейзер» они пластиковые ), внутри которого расположена резиновая мембрана. В нее и поступает очищенная вода. Пространство между стенками бака и стенками резиновой мембраны служит для создания избыточного давления из воздушной прослойки. И как раз благодаря таким хитростям появляется возможность пользоваться идеально очищенной водой даже в момент, когда отключили воду в водопроводе. Накопительные баки для бытовых фильтров обычно вмещают в себя до 10-и литров очищенной воды.
После длительного хранения любая вода в любой посуде имеет риск приобрести лишние запахи и привкусы. Для предотвращения нежелательных эффектов, абсолютно все системы обратного осмоса укомплектованы угольным постфильтром. Это финишная стадия фильтрации воды. На этой стадии гранулированный активированный кокосовый уголь внутри небольшого картриджа, устраняет неприятные привкусы и запахи, улучшает цветность воды. После финишной стадии вода становится по-настоящему свежей и приятной на вкус.
Вывод: Так, системы обратного осмоса являются одними из самых экономичных и эффективных фильтров для очистки воды, которые способны удалять из воды до 99,9% загрязнений