System oczyszczania wody odwróconej osmozy: instrukcje instalacji
Nowoczesna woda z kranu to środowisko, które zawiera nie tylko rozpuszczone minerały i szkodliwe zanieczyszczenia nieorganiczne, ale także patogeny wywołujące epidemie chorób zakaźnych. Aby zapobiec zatruciom i rozprzestrzenianiu się chorób zakaźnych, które mają drogę wodną przenoszenia, w życiu codziennym i w warunkach przemysłowych stosuje się instalacje filtrujące, które wbrew pokładanym w nich nadziejom nie zawsze radzą sobie z zadaniem jak najskuteczniej. W związku z tym pojawiła się potrzeba wynalezienia specjalistycznych instalacji filtrujących, które mogłyby służyć do skutecznego usuwania szkodliwych zanieczyszczeń z wody, z czym bardzo skutecznie poradzili sobie naukowcy, opracowując projekt systemu uzdatniania wody z odwróconą osmozą. Ze względu na fakt, że oczyszczanie wody metodą odwróconej osmozy jest najbardziej obiecującą i niezawodną metodą przygotowania wody pitnej, w tym artykule rozważymy główne cechy operacyjne takich systemów oraz szczegółową metodę ich instalacji.
Osmoza i odwrócona osmoza: krótki opis pojęć
Osmoza - zjawisko leżące u podstaw metabolizmu wszystkich żywych organizmów i pociągające za sobą pobieranie składników odżywczych do komórki oraz wydalanie z niej metabolitów. Realizacja tych procesów odbywa się przez półprzepuszczalną membranę, która umożliwia przenikanie cząsteczek niektórych substancji i zapobiega przenikaniu innych. Jeżeli po przeciwnych stronach membrany półprzepuszczalnej, zdolnej do przepuszczania tylko cząsteczek wody, znajdują się roztwory soli o różnych stężeniach, to w naturalny sposób należy oczekiwać wyrównania stężeń, co doprowadzi do przemieszczania się cząsteczek wody z mniej stężonego roztworu w kierunku roztwór o wyższym stężeniu. Siłą napędową w tym przypadku jest ciśnienie osmotyczne.
Odwrócona osmoza - koncepcja, która ma miejsce, gdy roztwór o wyższym stężeniu jest poddawany działaniu ciśnienia zewnętrznego, którego wartość przekracza ciśnienie osmotyczne. W tym przypadku ruch cząsteczek wody następuje w kierunku przeciwnym, czyli od roztworu bardziej stężonego do roztworu o niższym stężeniu. Zatem nadciśnienie, którego wartość przekracza wartość osmotycznego, „zmusza” cząsteczki wody do dyfuzji przez membranę w kierunku przeciwnym do osmozy bezpośredniej.
Oczyszczanie wody metodą odwróconej osmozy: zasada działania systemów membranowych
Metoda oczyszczania wody oparta na procesie odwróconej osmozy stosowana jest od początku lat 60. ubiegłego wieku jako główna metoda odsalania wody morskiej. Dziś przy użyciu takich instalacji wytwarza się dziennie setki tysięcy ton butelkowanej wody pitnej, której skuteczność oczyszczania nie budzi wątpliwości. W skrócie filtry odwróconej osmozy można scharakteryzować następująco: są to urządzenia oparte na innowacyjnej technologii uzdatniania wody. Jeśli nie wchodzisz w szczegóły i nie odrzucasz wszystkich niuansów technologicznych, filtracja wody w nich odbywa się dzięki obecności specjalnej membrany przeznaczonej do usuwania zanieczyszczeń w stanie rozpuszczonym w wodzie. Korzystając z technologii oczyszczania wody odwróconej osmozy, możesz oczyścić wodę z cząsteczek, które nie przekraczają 0,001-0,0001 mikrona. Zakres ten obejmuje większość zanieczyszczeń, które można znaleźć w wodzie: sole twardości, barwniki, małe cząsteczki, jony sodu, siarczany i azotany. Jeżeli przed bezpośrednim zastosowaniem jednostek odwróconej osmozy zostaną zastosowane dodatkowe etapy oczyszczania, takie jak mikro-, ultra- i nanofiltracja oraz czyszczenie mechaniczne, skuteczność czyszczenia za pomocą jednostek odwróconej osmozy znacznie wzrośnie.
Zdjęcie odwróconej osmozy
Działanie systemów odwróconej osmozy opiera się na technologiach baromembranowych, według których siłą napędową procesu jest różnica ciśnień powstająca po obu stronach membrany półprzepuszczalnej. Wykonany jest z materiałów porowatych, takich jak folie celulozowe z poliamidu lub octanu oraz puste włókna. Pod względem cech konstrukcyjnych istnieją dwa rodzaje elementów filtrujących:
- Włókno puste;
- Walcowane.
Ważny! W systemach uzdatniania wody najczęściej spotykane są elementy odwróconej osmozy typu rolkowego, składające się z dwóch półprzepuszczalnych membran i warstwy elastycznych elementów typu taśma, które są nawinięte na centralną perforowaną rurkę drenażową. Początkowa woda do oczyszczenia wchodzi do modułu rolkowego i ze względu na specyfikę jego struktury jest podzielona na dwa strumienie:
- Przesiąknąć - oczyszczona i zdemineralizowana woda, która przeszła przez membranę;
- Skupiać się - woda, charakteryzująca się dużą zawartością zanieczyszczeń, które nie przeszły przez pory membrany.
Budowa membrany filtracyjnej i jej funkcje
Membrana filtracyjna to polimer kompozytowy charakteryzujący się nierównomierną gęstością i składający się z dwóch warstw, które są ze sobą nierozłącznie połączone. Warstwa zewnętrzna ma grubość 0,00001”. Służy jako bariera i spoczywa na mniej gęstej warstwie o grubości 0,005 cala. Membrana odwróconej osmozy jest elementem filtrującym spełniającym wszystkie wymagania, dlatego teoretycznie w wodzie przechodzącej przez membranę, niezależnie od początkowego stężenia substancji mineralnych w wodzie, nie powinno być w ogóle żadnych zanieczyszczeń. W rzeczywistości w wodzie przepuszczanej przez filtr znajduje się niewielka ilość zanieczyszczeń mineralnych w stężeniu 6-7 mg/l, co również spełnia wymogi sanitarne dla wody pitnej.
Główną funkcją membrany filtracyjnej, jak sama nazwa wskazuje, jest filtracja, która odbywa się przez pory materiału. Woda przechodząca przez membranę filtra zawiera związki o niskiej masie cząsteczkowej i jony, które są mniejsze niż cząsteczki wody. Zatrzymywane są inne zanieczyszczenia obecne w wodzie, takie jak wirusy, pojedyncze cząsteczki, a także rozpuszczone sole i jony metali.
Podczas pracy jednostki odwróconej osmozy powierzchnia i pory membrany półprzepuszczalnej ulegają stopniowemu zanieczyszczeniu, co niekorzystnie wpływa na pracę jednostki. Aby przywrócić urządzenie do pierwotnej wydajności, konieczne jest przepłukanie urządzenia, zwane również cyklem regeneracji. Najczęstszym sposobem czyszczenia powierzchni membrany jest płukanie wsteczne wodą lub sprężonym powietrzem.
Ważny! Aby wydłużyć odstęp czasowy między czyszczeniem urządzenia, eksperci zalecają dodawanie odczynników chemicznych do strumienia ścieków, aby zapobiec tworzeniu się szlamu. Najczęściej stosowanymi odczynnikami są kwas siarkowy i/lub inhibitor, które dodaje się do wody po przejściu przez jednostkę obróbki wstępnej.
Podstawowe składniki instalacji odwróconej osmozy
Skład stacji uzdatniania wody metodą odwróconej osmozy jest dość zmienny i zależy od składu uzdatnianej wody oraz warunków, w jakich ten proces jest przeprowadzany. Istnieje jednak standardowa konfiguracja podstawowa, która obejmuje następujące elementy funkcjonalne:
- Filtr wstępny, przeznaczony do wstępnego przygotowania wody, w trakcie którego usuwane są cząstki stałe o wielkości do 5 mikronów;
- Jednostka filtrująca przeznaczony do instalacji modułów membranowych bezpośrednio zaangażowanych w filtrację wody;
- Wyposażenie pompy, innymi słowy, pompa do odwróconej osmozy, która wytwarza niezbędną różnicę ciśnień, zapewniając odwrócony przepływ cieczy;
- Rurociągi instalacyjne;
- Instrumenty regulacyjne i kontrolne zapewnienie kontroli i automatycznej kontroli jednostki odwróconej osmozy;
- Blok do płukania przeznaczony do płukania powierzchni membrany we właściwym czasie w celu zwiększenia wydajności instalacji.
Dodatkowe wkłady pełniące funkcje drugorzędne i instalowane w systemie w celu poprawy jakości wody:
- Mineralizator, dzięki której oczyszczana woda jest nasycana minerałami i solami niezbędnymi do utrzymania prawidłowej równowagi solnej w organizmie. Ponadto woda, która przeszła przez filtry odwróconej osmozy ma wyższy poziom pH;
- Jonizator przeznaczony do jonizacji wody i usuwania jonów ujemnych. Woda przepuszczana przez filtry z jonizatorami charakteryzuje się łatwiejszą asymilacją w organizmie człowieka, przyczynia się do najbardziej optymalnej regulacji poziomu pH, a także usuwania toksyn z organizmu;
- Wkład bioceramiczny przywracanie naturalnej struktury wody. Woda pitna, która przeszła przez jednostkę odwróconej osmozy z wkładem bioceramicznym, pomaga oczyścić organizm, wyeliminować toksyny i spowolnić utlenianie wolnych rodników;
- Wkład zmiękczający, po zainstalowaniu którego otrzymujesz wodę oczyszczoną z jonów wapnia, które są odpowiedzialne za twardość wody.
Ważny! W przypadku korzystania z jednostki odwróconej osmozy z dodatkowym wkładem należy upewnić się, że jest w niej zainstalowany podwójny kran, przeznaczony do wody poddanej dodatkowemu uzdatnianiu oraz wody, która przeszła tylko przez filtr odwróconej osmozy.
Proces oczyszczania wody odwróconej osmozy
Klasyczny schemat oczyszczania wody za pomocą jednostki odwróconej osmozy jest pięciostopniowy i obejmuje sekwencję etapów, których przestrzeganie jest uznawane za główną gwarancję skutecznego oczyszczania wody. Zasada działania nowoczesnych instalacji odwróconej osmozy opiera się na przejściu wody, która została poddana wstępnej obróbce mechanicznej, przez półprzepuszczalną membranę, charakteryzującą się obecnością mikroskopijnych porów zatrzymujących zanieczyszczenia, które są następnie zmywane przez przepływ wody do kanalizacji. Wstępne czyszczenie mechaniczne jest pierwszym i niezbędnym etapem oczyszczania wody, ponieważ największe cząstki, dostając się do porów membrany filtracyjnej, mogą je zatkać, co zmniejszy charakterystykę pracy jednostki odwróconej osmozy lub całkowicie ją unieruchomi.
Etap czyszczenia wstępnego obejmuje przejście wody przez filtr, który zawiera system wkładów i składa się z kilku etapów, które zostaną wymienione poniżej:
- Filtr zgrubny zatrzymywanie dużych cząstek mechanicznych (piasek i rdza);
- Blok węglowy przeznaczony do oczyszczania wody z produktów naftowych, fenoli, chloru i metali ciężkich;
- Filtr dokładny- etap, podczas którego następuje końcowe, dodatkowe oczyszczanie wody, polegające na usunięciu cząstek o wielkości poniżej 1 mikrona.
- W czwartym etapie oczyszczania woda przepływa bezpośrednio membrana odwróconej osmozy... Na tym etapie woda jest filtrowana przez pory membrany, których wielkość pomaga usunąć z wody bakterie i inne zanieczyszczenia „drobnego kalibru”;
- Woda po przefiltrowaniu przez pory membrany odwróconej osmozy gromadzi się w szczelnym pojemniku wykonanym z metalu lub tworzywa sztucznego, oddzielonym membraną gumową. Z jednej strony membrany do pojemnika wpompowywane jest powietrze, z drugiej strony wchodzi woda.
- Po odkręceniu kranu woda jest wypychana ze zbiornika, po czym przechodzi przez piąty etap czyszczenia - filtr węglowy... Po przejściu pięciostopniowego oczyszczania woda staje się całkowicie gotowa do użycia, ma przyjemny smak i zapach.
Ważny! Jedyną wadą instalacji odwróconej osmozy jest czas czyszczenia, ze względu na ich niską wydajność.
Zalety filtrów odwróconej osmozy
- Najwyższy poziom oczyszczania wody w porównaniu z innymi instalacjami filtracyjnymi;
- Brak konieczności stosowania dodatkowych odczynników podczas pracy instalacji odwróconej osmozy;
- Jednostki odwróconej osmozy charakteryzują się kompaktowym układem wyposażenia wchodzącego w ich skład;
- W sprzedaży można znaleźć wiele modeli filtrów odwróconej osmozy, charakteryzujących się różnymi pojemnościami i szerokim zakresem właściwości użytkowych, co pozwala na zastosowanie ich zarówno do celów domowych, jak i komercyjnych;
- Łatwość użytkowania i niewymagająca obsługa;
- Zautomatyzowana praca urządzenia to kolejna zaleta filtrów odwróconej osmozy;
- Cechy konstrukcyjne takich instalacji również są na najwyższym poziomie. Ich charakterystyczną cechą jest system modułowy, dzięki któremu zyskujesz możliwość zwiększenia wydajności urządzenia przy standardowym pakiecie poprzez zainstalowanie dodatkowych wkładów filtracyjnych;
- Orurowanie i kształtki instalacji odwróconej osmozy wykonane są z materiałów odpornych na korozję, co również pozytywnie wpływa na ich wydajność.
- Przed przystąpieniem do zakupu wszystkich elementów składowych do instalacji instalacji odwróconej osmozy konieczne jest określenie ciśnienia wody w rurze. Jeśli nie przekracza 2,5 bara, należy zakupić pompę podnoszącą ciśnienie.
- Ponadto ważne jest, aby obliczyć ilość wody potrzebnej na dzień. Należy pamiętać, że wydajność membrany, która może oczyścić od 50 do 100 galonów wody dziennie, determinuje wydajność całego systemu.
- Dla optymalnego doboru wszystkich filtrów oraz dodatkowo wbudowanych wkładów zaleca się wykonanie wstępnej analizy wody, czyli jej składu mineralnego. Standardowa instalacja odwróconej osmozy zawiera trzy filtry wstępne, jednak w przypadku wysokiej jakości wody i jej optymalnych właściwości organoleptycznych ich liczbę można zmniejszyć do dwóch.
- Oprócz powyższych elementów należy dokupić ogranicznik przepływu wody, który jest rurką z kalibrowanym otworem i wkładką z tworzywa, która ma za zadanie odprowadzić przepływ wody do kanalizacji.
Aby wybrać właściwy ogranicznik przepływu, należy wziąć pod uwagę wydajność membrany:
- Membrana, która może oczyścić 50 galonów wody, będzie wymagała ogranicznika przepływu 300;
- Dla membrany czyszczącej 75 galonów wody - 450 ogranicznik przepływu;
- Dla membrany czyszczącej 100 galonów wody - ogranicznik przepływu 550.
- W celu zwiększenia wydajności systemu zaleca się zamontowanie reduktora przed filtrem wstępnym.
- Podczas montażu filtrów odwróconej osmozy wszystkie elementy systemu muszą być połączone za pomocą plastikowych rurek w odpowiedniej kolejności, a do uszczelnienia połączeń należy użyć taśmy FUM i kabla z uszczelniaczem.
W procesie montażu instalacji odwróconej osmozy potrzebne będą następujące materiały:
Membrana i obudowa do niej;
System filtracyjny: filtry mechaniczne, filtr węglowy i filtry dodatkowe;
- Zbiornik;
- Pompa odwróconej osmozy;
- Ogranicznik przepływu;
- Manometr do pomiaru ciśnienia wody;
- Licznik zimnej wody;
- Reduktor;
- Uzyskiwać;
- Płyta montażowa filtra;
- Dwa metry rury o małej średnicy;
- Opaska drenażowa węża do kanalizacji;
- Taśma FUM i holownik.
Jak zainstalować system odwróconej osmozy? Postanowienia podstawowe
- Ze względu na to, że istnieje kilka sposobów instalacji filtrów odwróconej osmozy, przede wszystkim ze wszystkich istniejących opcji, należy wybrać najbardziej odpowiedni do użytku w domu. Najpopularniejszą opcją jest instalacja i podłączenie odwróconej osmozy pod zlewem.
- Montaż systemu można przeprowadzić zarówno w pionie, jak iw poziomie. Jeśli podczas umieszczania zbiornika musiałeś zmierzyć się z brakiem miejsca pod zlewem, można go umieścić w szafce kuchennej lub w pozycji na jej boku, co w żaden sposób nie wpłynie na funkcjonowanie urządzenia.
- Dodatkowo odpływ końcowy wody musi być podłączony do osobnego kranu, który musi być zainstalowany w bezpośrednim sąsiedztwie zlewu lub podłączony do jakiegoś urządzenia, np. ekspresu do kawy.
Ważny! Filtry z wbudowaną membraną i dodatkowymi wkładami muszą być ustawione w taki sposób, aby podczas pracy były łatwo dostępne do wymiany wkładów.
- Aby zapewnić odprowadzenie wody do systemu odwróconej osmozy, w rurze zimnej wody należy wyciąć trójnik.
Ważny! W przypadku konieczności zamontowania pompy wspomagającej należy ją umieścić w taki sposób, aby znajdowała się przed membraną półprzepuszczalną odwróconej osmozy, ale za filtrami wstępnymi. Umieszczenie membrany w ten sposób przedłuża żywotność pompy, ponieważ nie zapycha się wodą z kranu.
- W związku z tym pompa jest zasilana z sieci, aby uniknąć wycieków i dalszych zwarć, konieczne jest staranne uszczelnienie wszystkich połączeń.
- Ponadto należy zadbać o zainstalowanie czterodrożnego zaworu obejściowego, który odcina dopływ wody w przypadku przepełnienia zbiornika magazynowego. Jeden wlot zaworu zasilany jest wodą, która przeszła przez filtr mechaniczny, az drugiego woda jest doprowadzana do membrany odwróconej osmozy.
- Pozostałe łączniki są połączone w szczelinie pomiędzy zbiornikiem a membraną. W przypadku montażu instalacji, w której nie ma zbiornika magazynowego, oba przyłącza skierowane są do sieci kanalizacyjnej.
- Aby zainstalować kran wody pitnej na zlewie, konieczne jest przygotowanie obejm rurowych i nakrętek mocujących. Jeśli nie ma odpowiedniego otworu na gwint, należy go wyciąć wiertłem i wiertłem diamentowym.
Ważny! Podczas montażu filtra konieczne jest zamontowanie zacisku na rurze spustowej, która musi znajdować się nad uszczelnieniem hydraulicznym.
- Po zakończeniu instalacji przepłucz system, spuszczając trochę przefiltrowanej wody. Aby wykonać tę manipulację, konieczne jest zamknięcie zaworu do zbiornika i pozostawienie zaworu otwartego przez jakiś czas. Po spełnieniu tego warunku zamknij kran i otwórz zbiornik. Po napełnieniu cała woda musi zostać spuszczona do kanalizacji. Jeśli zastosujesz się do wszystkich powyższych zaleceń, możesz być pewien odpowiedniej jakości filtrowanej wody.
Jak przedłużyć żywotność systemu? Wymiana wkładów atramentowych
- W procesie uzdatniania wody w warunkach domowych ważne jest utrzymanie odpowiedniego stanu instalacji odwróconej osmozy poprzez wymianę materiałów eksploatacyjnych w odpowiednim czasie.
- Biorąc pod uwagę ilość oczyszczonej wody, której ilość można śledzić według wskazań liczników, wymianę filtrów mechanicznych i węglowych należy przeprowadzać co najmniej raz na 3-6 miesięcy;
- Żywotność membrany odwróconej osmozy jest również zmienna i w zależności od ilości, temperatury i jakości wody wynosi od 1 do 5 lat.
Konieczność wymiany membrany można ocenić na podstawie następujących sygnałów:
- Spadek ciśnienia w systemie;
- Pogorszenie cech jakościowych filtrowanej wody;
- Pojawienie się osadu na membranie.
Ważny! Jeśli system czyszczący nie był używany przez tydzień, membranę należy zdezynfekować.
