Что такое система обратного осмоса?

Что такое система обратного осмоса?

Очистители воды с мембраной обратного осмоса — это очистители воды, в которых используется полупроницаемая мембрана, пропускающая только молекулы воды.

Он также известен как очиститель воды с обратным осмосом (RO). Полупроницаемые мембраны имеют крошечные размеры пор (менее 2 нанометров) и могут удалять вещества (минералы, бактерии, вирусы, тригалометан, хлор, загрязнители окружающей среды, тяжелые металлы, радиоактивные вещества и т. д.), которые не могут быть удалены обычными фильтрами для воды (мембрана из полых волокон, активированный уголь и т. д.).

Системы обратного осмоса используют явление обратного осмоса. Обратный осмос прикладывает давление к водному раствору (сырой воде) для перемещения молекул воды через полупроницаемую мембрану для получения чистой воды, которая максимально близка к 100% чистоте. Полученная чистая вода не содержит никаких минералов (кальция, магния, неорганических солей и т. д.) и поэтому является так называемой «супер» мягкой водой.

Применение систем обратного осмоса

Системы обратного осмоса изначально были разработаны для опреснения морской воды для получения питьевой воды, но с тех пор использовались для различных целей. К ним относятся переработка бытовых сточных вод в питьевую воду в открытом космосе, очистка особо чистой воды для экспериментов и медицинских целей, обеспечение питьевой водой во время катастроф и смягчение жесткой воды.

Особенно в медицинской промышленности технология, используемая в системах обратного осмоса, применяется в качестве оборудования для очистки воды при диализе и является незаменимой технологией. В 2011 году из-за аварии на АЭС «Фукусима-1» после землетрясения в водопроводной воде в столичном районе Токио, включая водоочистную станцию ​​Канамати, были обнаружены радиоактивные материалы, превышающие стандартные значения.

Это привело к тому, что внимание было сосредоточено на системах обратного осмоса, которые могут удалять радиоактивные вещества из водопроводной воды.

Принцип работы систем обратного осмоса

Рисунок 1. Принцип работы водоочистителей с мембраной обратного осмоса

Системы обратного осмоса используют полупроницаемые мембраны, которые пропускают только молекулы и ионы меньше определенного размера. Полупроницаемая мембрана изготавливается из переработанной целлюлозы, ацетилцеллюлозы или полиакрилонитрила. Осмос — это явление, при котором молекулы воды перемещаются из водного раствора низкой концентрации (чистая вода) в водный раствор высокой концентрации (нечистая вода) через полупроницаемую мембрану, когда водный раствор высокой концентрации (нечистая вода) находится с одной стороны, а водный раствор низкой концентрации (чистая вода) — с другой стороны.

Системы обратного осмоса используют этот принцип. Системы обратного осмоса, как правило, не способны преобразовывать сырую воду, содержащую примеси, в 100% чистую воду, что приводит к образованию сточных вод, количество которых примерно вдвое превышает количество чистой воды, которую можно получить.

Кроме того, при обработке водных растворов (сырой воды), содержащих много примесей, таких как морская вода, необходима предварительная обработка в соответствии с концентрацией и мутностью примесей в сырой воде, поскольку полупроницаемые мембраны быстро засоряются, если сырая вода проходит напрямую через модули RO, что вызывает обратный осмос. Кроме того, если имеется высокая концентрация примесей (ионов и т. д.), которые невозможно удалить предварительной обработкой, необходимо увеличить давление, прикладываемое к стороне водного раствора, что требует использования насоса для нагнетания давления в раствор.

Другая информация о системах обратного осмоса

1. Процесс очистки воды в бытовых системах обратного осмоса

Рисунок 2. Процессы очистки воды в бытовых обратноосмотических мембранных водоочистителях

В случае бытовых систем обратного осмоса сырая вода сначала проходит через цементный фильтр. Размер пор цементного фильтра обычно составляет около 1–5 мкм. Затем очищенная вода проходит через фильтр с активированным углем (уголь) для удаления хлора и запахов.

Полупроницаемые мембраны, обычно используемые в обратном осмосе, чувствительны к хлору и требуют удаления известкового (хлорного) налета. Затем очищенная вода пропускается через модуль мембраны обратного осмоса для получения чистой воды с помощью явления обратного осмоса.

2. Преимущества и недостатки систем обратного осмоса

Системы обратного осмоса имеют преимущество в производстве чрезвычайно чистой воды, но есть и недостатки, такие как невозможность преобразовать 100% сырой воды в чистую воду (образуются сточные воды). Также существует необходимость в создании давления (насосе) и необходимость в соответствующей предварительной обработке в зависимости от состояния сырой воды. Кроме того, системы очистки воды с мембраной обратного осмоса имеют некоторые недостатки.

Кроме того, системы обратного осмоса дороже других очистителей воды из-за их сложной структуры системы из-за принципа обратного осмоса. Поэтому необходимо выбирать систему производства очищенной воды с учетом цели использования и требуемого уровня чистоты воды.