Каким бывает осмотическая вода и как ее получить

Как работает обратноосмотическая мембрана

Несмотря на свою эффективность в очистке воды, обратноосмотические мембраны довольно чувствительны к окислителям (хлору) и осадкам, таким как коллоидное железо, которые могут «запачкать» поверхность мембраны. Поэтому в обратноосмотических фильтрах есть модули предварительной механической и сорбционной очистки, которые фильтруют хлор, песок, грязь и слизь. После предочистки, вода попадает в модуль с мембраной.

Чтобы объяснить принцип работы обратноосмотической мембраны, можно привести простой пример: соковыжималку. Предочищенная вода — фрукты, фильтр — соковыжималка, совершенно чистая вода — сок. Только в отличие от соковыжималки, мембрана может «отжать» не только «мякоть», которая является аналогом нерастворенных примесей, но и вещества, которые в воде растворены.

Вода с примесями под напором продавливается сквозь свернутую рулоном мембрану. Все примеси — абсолютно все! — остаются на самой мембране, насквозь проходит исключительно чистая вода. Ещё один поток неочищенной воды проходит вдоль мембраны, смывает с неё все примеси и отправляет их в канализацию. Чтобы получить 1 литр чистой воды, некоторые фильтры расходуют аж 10 литров дренажной воды для промывки мембраны.

Сама мембрана в раскрученном виде ничего интересного собой не представляет — тонкий полимерный материал, на ощупь похожий на малярный скотч. На фото ниже — кусок мембраны из разобранного модуля от фильтра в руках супруги, которая с интересом наблюдала за нашим экспериментом.

Как уже было сказано выше, чтобы людям не приходилось ждать, пока мембрана отфильтрует воду, в обратноосмотических фильтрах есть специальные баки, в которых накапливается очищенная вода. Баки бывают от 3 до 18 литров объёмом. Самые распространенные баки имеют объем 18 и 12 литров. А чистой воды в них набирается 12 и 9 литров соответственно — не менее трети бака занимает воздух, под давлением которого вода проходит постфильтрацию и подаётся на отдельный кран. Система так и называется — водо-воздушный бак.

Принцип действия

Фильтр с обратным осмосом – это система, в которой главную функцию по очистке выполняет полупроницаемая мембрана. Диаметр пор не превышает 0,0001 микрона, а это меньше, чем размеры практически всех загрязнений в воде.

Молекулы H2O свободно проникают через мембрану, а примеси задерживаются.

На мембрану и неочищенную воду воздействует давление от 6 до 12 атмосфер, которое превышает осмотическое. Благодаря этому вода с солями (концентрированная среда) проходит через мембрану в менее концентрированный раствор. Так возникает явление обратного осмоса.

избавляют от таких загрязнений:

• Железо;
• Аммиак;
• Нитраты, нитриты;
• Фториды;
• Сульфаты;
• Кремний;
• Натрий;
• Алюминий;
• Связанный остаточный хлор;
• Соли кальция, магния.

Справка. После очистки снижается жесткость воды, устраняется неприятный запах. Системы обратного осмоса пропускают хлор, также им вреден контакт с крупными частицами: песком, ржавчиной, грязью.

Чтобы мембрана не засорилась, вода проходит предварительную очистку на механическом фильтре. Потом поступает на угольный картридж, где задерживается хлор и органические вещества.

Последний этап предварительной очистки – фильтрация мульти-химических соединений и угольной пыли от предыдущего картриджа.

Только после этого вода поступает в блок с мембраной. Затем очищенная жидкость проходит через угольный пост-фильтр, где устраняются запахи. Питьевая жидкость накапливается в баке, а концентрат с загрязнениями спускается в канализацию.

Главный конкурент осмотических систем – проточные фильтры. Это установка из 3-7 последовательно соединенных модулей с наполнителями, которые задерживают разные загрязнения.

Фильтры поэтапно очищают воду от крупных примесей, минеральных и органических веществ, растворенных газов, микроорганизмов. Эффективность очистки достигает 95-98%, а это меньше, чем у систем обратного осмоса.

Что это за системы очистки: за и против

Очистка воды в системах обратного осмоса осуществляется за счёт мембраны, которая состоит из многослойного полупроницаемого материала, способного пропускать только кислород и воду.

Поступающая на фильтр вода нуждается в очистке от крупных примесей. За это отвечает блок предфильтров, укомплектованных полипропиленовыми или угольными картриджами.

Преимущества метода:

• высокая степень очистки воды;
• способность ежедневно очищать большие объёмы;
• задерживает не только механические примеси, но и микроорганизмы;
• очищенная вода имеет щелочное значение рН;
• простая установка, нетребовательность к обслуживанию;
• ремонтопригодность;
• доступная цена.

Главным недостатком устройств этого типа считается низкая производительность. Чтобы получить 1 л очищенной воды, необходимо потратить до 3 л исходной жидкостью. К минусам относят неудобные габариты устройств, абсолютная деминерализация воды.

Регулярное употребление воды из-под обратноосмотической системы (если не установлен минерализатор) приводит к нарушению солевого баланса в организме, что сопровождается такими нарушениями: истончение костной ткани, развитие артрозов, артериальная гипертензия, аритмия.

Несмотря на то, что вода из фильтра с системой обратного осмоса кристально чистая, она не несёт никакой пользы организму.

Предлагаем ознакомиться с дополнительной информацией о достоинствах и недостатках системы в видео:

Устанавливать очистители с обратным осмосом можно в:

• квартирах,
• загородных домах,
• дачных домиках.

Проблему отсутствия минералов в воде можно решить, установив специальный минерализатор. Это устройство, которое насыщает воду полезными микроэлементами. Дистиллированная вода требуется в медицинских учреждениях, на производствах, поэтому в таких случаях можно обойтись без минерализатора.

Вред и минусы установки системы

Вместе с вполне заслуженной похвалой, фильтры обратного осмоса часто подвергаются и разгромной критике. Данный метод очистки, по мнению многих, олицетворяет поговорку «лучшее – враг хорошего».

Одним из ключевых недостатков установок считается их низкая производительность. Фильтры весьма «скрупулезны» в очистке – на 1 л «хорошей» воды уходит около 3 л «исходной жидкости».

Фильтры обратного осмоса являются очень расточительными системами. В канализацию они «спускают» до 75% от общего объема воды. Это их весомый недостаток

Также среди минусов устройств выделяют:

• габаритность;
• высокую стоимость;
• дополнительные расходы на систему при «некорректном» давлении в водопроводе.

Но главный «изъян» установок – их возможный вред для здоровья. Именно этот факт тревожит умы потребителей больше всего.

Известно, что вода, прошедшая обратный осмос становится практически дистиллятом. Выводы специалистов относительно вреда и пользы такой жидкости всегда разнились и разнятся до сих пор.

Советские ученые придерживались позиции, что в воде обязательно должны содержаться природные минеральные вещества – иначе вреда здоровью не избежать.

О полезности дистиллята можно говорить только в случае непродолжительного его применения. То, что он хорош в исследовательских и медицинских целях, не делает его таковым для организма человека.

Регулярное употребление воды, прошедшей через обратноосмотическую мембрану может привести к нарушению солевого баланса, являющегося одним из важнейших обменных процессов в организме.

Он отвечает за правильность сочетания качества и количества солей во всех анатомических и физиологических структурах.

Нарушение данного баланса в большую сторону грозит отложением солей, в меньшую – истончением и неправильной работой тканей. Обратноосмотическая мембрана является преградой для ионов солей и других микроэлементов, требующихся организму.

Нехватка солей приводит к истончению костной ткани, вследствие чего кости становится хрупкими. Истончается и хрящевая ткань, хрящи становится менее эластичными, возникают болезненные ощущения при ходьбе и любых движениях. Могут развиваться артрозы.

Нехватка магния может вызывать аритмию, мышечные судороги, парадонтоз, артериальную гипертензию. Низкое содержание или отсутствие в воде минеральных веществ негативно сказывается на состоянии зубной эмали.

Обратноосмотическая вода – далеко не идеальный продукт; будучи кристальной очищенной, она не дает никакого вклада в общий объем требуемых организму питательных веществ (нутриентов). Это подтверждается многими современными исследованиями.

Воду, очищенную установками обратного осмоса часто называют «мертвой», не несущей организму никакой пользы. Несмотря на то, что вода становится обессоленной, такие заявления слишком громкие

Собрано достаточно авторитетных данных, чтобы заявлять, что дефицит кальция и магния бесследно не проходит. Повышается риск не только сердечно-сосудистых заболеваний, но и внезапной смерти.

Некоторые ученые утверждают, что постоянное употребление т.н. мягкой воды с низким содержанием Ca, приводит к переломам у детей, осложнениям беременности (преэклампсия), нейродегенеративным изменениям.

Конструкция обратноосмотической установки может включать минерализатор, который восполняет «важные потери».

Но дело в том, что минерализация уже очищенной воды не обеспечит того гармоничного сочетания микроэлеметов, который изначально присутствовал в жидкости.

Вероятно, ни один из существующих в мире способов обогащения воды не является оптимальным, насыщающим ее действительно всеми важными веществами.

Ряд специалистов считает более рациональным использование тех водоочистительных систем, которые не требуют каких-либо дополнительных мер для улучшения качества и вкуса жидкости.

Летучие органические вещества, размер которых меньше чем молекула воды, обратноосмотическая мембрана не улавливает. Пропускает она также гербициды и инсектициды

Выбор системы с обратным осмосом

Система с накопительным баком

Это производительная система, количество чистой воды, получаемое после очистки, определяется в Галлонах, получаемых в течение суток (GPD). Проще говоря – это период за который наполнится бак определенного объема.

Производительные системы стоят, конечно, дороже:

• 36GPD =136л за 24 часа (минимальная производительность – самые дешевые модели);
• 50GPD =190л за 24 часа (низкая производительность);
• 75GPD =280л за 24 часа (средний уровень производительности для установок с накопительным баком);
• 100GPD =380л за 24 часа (повышенная производительность).

Прямоточные системы без использования накопительного бака

В этих установках используется 2-3 предварительных фильтра, установлена производительная мембрана, в некоторых моделях размещают 2 мембраны, для увеличения потока воды, подключенные параллельно. Производительность этих систем достигает 200-600 GPD.

Прямоточные агрегаты в большинстве случаев имеют насос, обеспечивающий постоянное давление.

Преимущества:

• Получение питьевой воды в необходимом количестве;
• Можно мыть овощи и фрукты, умываться, воды хватит на все;
• Небольшие размеры – хватит места под мойкой благодаря тому, что нет объемного накопительного бака;
• При использовании насоса – всегда поддерживается требуемое давление и высокая производительность. Хорошо подойдет для большой семьи, бара и предприятий общественного питания;
• Мембраны нужно менять реже, они служат долго;
• Всегда в наличии свежая не застоянная вода.

Большой минус в том, что эти агрегаты стоят дорого.

В таких установках нет ограничения по вместительности накопительного бака, выбирают их с учетом необходимой производительности. Эта характеристика расчитывается в литрах за 24 часа или Галлонах за 24 часа (GPD).

Системы с помпой (насосом)

Установки обратного осмоса, использующие накопительную емкость, могут быть без дополнительного насоса или иметь его в системе. Если помпа установлена, то производительность не зависит от напора в центральном водоводе. Использование насоса гарантирует стабильную работу и повышает количество очищенной воды. Для них не страшно падение давления, можно использовать в многоквартирных домах.

Осмос фильтры с использованием в системе минерализатора

Иногда фильтра оборудуют минерализационным картриджем. Он необходим чтобы насытить воду после полной очистки важными для человека солями и микроэлементами и оптимизировать уровень pH. К любой установке можно добавить этот картридж.

Рейтинг и какая из моделей лучше

Хорошо зарекомендовали себя торговые марки «Барьер», «Аквафор», «Новая вода», Atoll, Aqualine. Они изготавливают комплектующие самостоятельно или используют мембраны Filmtec, Pentair и Osmonics из США, TFC из Южной Кореи. Эти полупроницаемые среды служат 2,5-5 лет.

Системы работоспособны 5-7 лет, если они периодически обслуживаются. Ниже в виде своеобразного рейтинга, описаны модели, которые стали лидерами продаж.

Atoll

Российский производитель в своих системах использует картриджи и колбы торговой марки PENTEK (продукты корпорации Pentair). Все элементы крепятся по стандарту John Guest – они быстро разбираются без использования специальных инструментов.

В модулях установлены картриджи стандартов Big Blue, Slim Line и Inline, которые продаются во всем мире. Производитель заявляет, что каждая деталь проходит проверку на герметичность.

Среди покупателей популярна модель Atoll A-575m STD.

Техническое описание:

Цена	14300 р.
Количество ступеней очистки	5
Производительность	11,4 л/час
Объем бака	18 л (12 л – полезный объем)
Дополнительные функции	Минерализация

Плюсы:

• Компактные размеры, небольшой вес (5 кг);
• Долгий срок эксплуатации;
• Легкость обслуживания;
• Объемный бак;
• Удаляет 99,9% загрязнений и патогенов, а затем насыщает жидкость полезными минеральными соединениями.

Минусы:

Стоимость системы и сменных элементов выше, чем у конкурентов.

Аквафор

Компания работает с 1992 года. В фильтрах используется сорбирующее волокно Аквален, гранулированные и волокнистые сорбенты. В дорогих моделях мембраны половолоконные. Компания самостоятельно производит все комплектующие. Специализируется на бытовых фильтрах.

Лидер продаж – модель Аквафор ОСМО 50 исп. 5.

Техническое описание:

Цена	7300 р.
Количество ступеней очистки	5
Производительность	7,8 л/час
Объем бака	10 л
Дополнительные функции	нет

Плюсы:

• Доступная цена;
• Удаление частиц, размером больше 0,0005 микрон;
• Легкая замена картриджей.

Минусы:

• Большой вес – 10 кг;
• Работает при давлении не меньше 3,5 бар, насоса в комплекте нет.

Новая вода

Компания существует больше 12 лет. Производитель «Новая вода» вступил в Международную ассоциацию качества воды (Water Quality Association). В России всего две компании получили такое приглашение. Продукция «Новой воды» соответствует сертификату качества ISO 9001:2008 и сертификату системы экологического менеджмента ISO14001:2004.

Доверие покупателей завоевала модель Econic Osmos Stream OD310. Эта система создана по новейшим технологиям.

Справка. С предочисткой справляется один мощный фильтр, а не три, как в стандартных системах.

Econic Osmos Stream OD310

Техническое описание:

Цена	12780 р.
Количество ступеней очистки	3
Производительность	90 л/час
Бак	отсутствует
Дополнительные функции	возможна установка пост-минерализатора

Плюсы:

• Высокопроизводительная мембрана Toray (Япония);
• Компактность – системе не нужен бак, она быстро очищает воду в реальном времени;
• Малый слив жидкости в канализацию;
• Мембрана служит минимум 3 года, пред- и постфильтр нужно менять 1 раз в 6-12 месяцев;
• Система легкая – весит 2,1 кг;
• Фильтр работоспособный при давлении от 2 атмосфер, выдерживает нагрузку до 52 атм.;
• Сменные элементы легко отсоединяются;
• Гарантия 3 года.

Минусы:

Высокая цена.

TO300 с возможностью установки минерализатора

Еще одна популярная модель от компании «Новая вода» – ТО300. Это бюджетный вариант от производителя. Прямоточная система с обратным осмосом удовлетворяет нужды в питьевой воде 2-3 человек.

Техническое описание:

Цена	4940 р.
Количество ступеней очистки	3
Производительность	11,4 л/час
Бак	отсутствует
Дополнительные функции	возможна установка пост-минерализатора

Плюсы:

• Картриджи и мембрана Toray задерживают 99,9% загрязнений;
• Фильтр хорошо смягчает воду;
• Систему можно расширить, установив бак для воды, дополнительный фильтр или минерализатор;
• Очень легкая и компактная конструкция – 1,2 кг;
• Простая установка;
• Элементы быстросъемные.

Минусы:

Дивертор, через который фильтр подключается к водопроводу, не выдерживает гарантийный срок.

Барьер

Российская компания делает фильтры больше 15 лет. Системы водоочистки производят из прочного пластика BASF, сорбентом служит кокосовый уголь Norit.

Интересно. Для каждого региона России специалисты рекомендуют конкретный фильтр.

Покупатели оценили модель Барьер ПРОФИ Осмо 100.

Техническое описание:

Цена	7500 р.
Количество ступеней очистки	5
Производительность	12 л/час
Объем бака	12 л
Дополнительные функции	нет

Плюсы:

• Надежная система за среднюю цену;
• Быстрая очистка воды;
• Высокое качество сборки.

Минусы:

• Частая замена фильтров;
• Занимает много места под мойкой.

Как работает промышленный обратный осмос

Системы промышленного обратного осмоса получают воду для очистки из водопровода, выделенные примеси отправляются в канализацию. Технологический процесс очистки воды включает в себя несколько этапов:

• Предварительная подготовка воды.

• Фильтрация жидкости через мембрану обратного осмоса.

• Сбор очищенной воды в накопителе.

• Итоговая очистка.

• Раздача очищенной воды через специальный кран.

Начинается процесс промышленного обратного осмоса с предварительной подготовки воды. Мы уже говорили, для чего это делается. Различные взвеси и крупные частицы быстро засорят обратноосмотическую мембрану и выведут ее из строя, а это самая дорогая деталь системы. Чтобы этого не допустить, на этапе предочистки вода проходит три фильтра, прежде чем дойти до мембраны. Каждый следующий фильтр улавливает все более мелкие загрязнители.

Первый механический полипропиленовый фильтр улавливает песок, мельчайшие фрагменты ржавчины и другие подобные примеси размером 0,5 микрон и более. Далее вода проходит через угольный фильтр, который очищает ее от химических и органических примесей: хлора, нефтепродуктов, пестицидов, соединений железа, тяжелых металлов и т. д. Последним в этом цикле стоит механический фильтр, удаляющий примеси размером один микрон и меньше. Подготовленная таким образом вода теперь содержит частицы, доступные только мембране.

Промышленный обратный осмос воды на молекулярном уровне не может проходить быстро, поэтому производительность установок обратного осмоса сравнительно невелика. Например, бытовые установки такого типа могут в сутки очистить от 150 до 300 литров воды. Скорость работы мембраны может несколько изменяться, в зависимости от температуры и степени загрязнения воды. Однако главным фактором будет давление жидкости. Чем оно сильнее, тем быстрее идет процесс.

Очищенная вода собирается в накопительном баке, объем которого у бытовых фильтров составляет от 4 до 12 литров, в зависимости от производительности и модели. Накопительные баки изготавливают из высококачественной стали и сверху покрывают эмалью. Бак внутри имеет две камеры, разделенные силиконовой мембраной. Верхняя постепенно наполняется очищенной водой, а в нижней находится воздух под давлением.

При сливе воды из верхней камеры мембрана поднимается, поддерживая сверху давление, необходимое для слива воды из бака. Бак имеет ниппель со стороны нижней камеры, чтобы в случае необходимости можно было отрегулировать давление воздуха в накопительном баке. Сверху на накопительном баке имеется резьба для накручивания крана для забора воды.

Итоговая очистка воды из бака происходит через последний фильтр, который позволяет получать из крана гарантированно безопасную питьевую воду.

Отдельный кран для подачи очищенной способом обратного осмоса питьевой воды выводится возле кухонной мойки или на столешницу. Водопроводная вода для хозяйственных нужд идет через обычный кран.

Если потребитель заботится о своем здоровье и хочет использовать в пищевых целях воду высшего качества, к системе очистки воды способом обратного осмоса можно добавить картриджи с минералами для восстановления природной структуры воды.

Минерализатор насытит воду правильным количеством натрия, магния, кальция. Натрий важен для поддержания нужной кислотности в организме. Магний способствует поддержанию здоровья, участвуя в огромном количестве обменных процессов организма, препятствует образованию онкологических заболеваний, склероза, камней в почках

Кальций является важной составляющей костей, зубов. Он необходим для нормальной работы сердца, мышц, нервной системы.

Значительно улучшит качество воды и приблизит к ее идеальной природной структуре установка биокерамического картриджа. Картридж наполнен запеченными глиняными шариками, внутри которых находится турмалин – минерал, излучающий волны из длинноволнового инфракрасного диапазона.

Инфракрасное излучение непосредственно примыкает к красной части видимой области спектра солнечного излучения и обладает способностью передавать энергию окружающей среде. Молекулы воды под воздействием энергии длинноволнового инфракрасного излучения приобретают правильную природную структуру.

Глубокое излучение инфракрасного цвета (Far Infrared Radiation) специалисты называют «лучом жизни». Вода, прошедшая через биокерамический картридж, оказывает благоприятное воздействие на людей, растения и животных, активизируя обмен веществ, улучшая состояние клеток и работу сердечно-сосудистой системы.

Читайте материал по теме: Вредные примеси в воде: виды и способы очистки

Что такое фильтр для воды обратного осмоса?

Я уже 12 лет пользуюсь фильтром обратного осмоса и решительно не понимаю, почему люди продолжают тратить деньги на покупку воды, вместо того, чтобы установить свою очистительную систему. Может быть неизвестность о существовании подобного товара, а может фильтрованная вода хуже по качеству? Давайте вместе рассмотрим данные вопросы.

Очистительная система

Во-первых, что из себя представляет сам аппарат. Нет, это не привычный для нас кувшин со сменной кассетой, которого хватает на месяц, и в который постоянно надо заливать воду.

Это встроенная система с автоматической подачей воды для фильтрации и сливом готовой жидкости в специальный резервуар – бак. Автоматическая система, потому что вода фильтруется по мере заполнения бака. То есть она не подаётся постоянно, угрожая переливом из емкости. А из резервуара воду можно набрать через встроенный кран. У меня он расположен рядом с мойкой.

Схема очистки обратным осмосом

В системе обязательно есть картридж механической очистки и угольный префильтр. Но основное преимущество системы — наличие мембраны, которая очищает воду от вирусов, бактерий и т.п., позволяя употреблять некипяченую жидкость.

Как часто надо менять фильтры

Согласно инструкции, префильтры требуется менять раз в несколько месяцев, а мембрану раз в два года.

Хочу по этому поводу сделать ремарку. Необходимость смены фильтров зависит от чистоты воды, количества ее потребления (от количества членов семьи). Я меняю фильтры раз в 1-1,5 года. Потребность в замене определяю по двум факторам:

1. Начинает появляться накипь на чайнике.
2. У воды появляется нехарактерный привкус.

Мои родители проживают в старом районе города, менять картриджи им приходится раз в 4-5 месяцев, по причине засорения системы твердыми элементами, вода начинает плохо поступать в бак и, следовательно, напор в кранике уменьшается вплоть до прекращения подачи воды.