Очистка питьевой воды обратным осмосом, главным образом представляет собой опреснение. Материалы, которые существуют в природе, бывают:
- не пропускающими воду (например, стекло)
- пропускающими воду (например, ткань).
Но есть и такие материалы, которые пропускают воду избирательно – вода сквозь них просачивается, а некоторые растворенные в ней вещества – нет. Такие материалы, в данном случае, называются полупроницаемыми мембранами. Осмос – это проникновение воды через мембрану. Именно такими мембранами являются оболочки клеток живых организмов, и без осмоса было бы невозможно существование земной биологической жизни.
Обратным осмосом называется процесс прохождения воды и других растворителей через такие полупроницаемые мембраны, когда концентрированный раствор проникает в более концентрированный. В этом процессе из-за разницы концентрации растворенных веществ, создается давление, которое называется осмотическим. Прохождение через мембрану становится возможным при условии создания давления более высокого, чем разница давлений, возникающем при осмосе. В результате, через мембрану проходит растворитель, в данном случае вода, а растворенные вещества не просачиваются.
На этом принципе построена очистка воды обратным осмосом. Технологии очистки воды, использующие обратный осмос, применяются в специальных установках. Они производят очистку воды от растворенных в них солей, после которой вода становится пригодной для питья, а также для хозяйственного и производственного использования. Технологию, применяющую обратный осмос воды для очистки, опреснения, стали применять в 70-х годах прошлого столетия.
Применение обратного осмоса для очистки воды происходит следующим образом. При очистке воды обратным осмосом многие, растворённые в ней, вещества задерживаются на мембране фильтра. Для преодоления осмотического давления на мембране воду подают под давлением 2-17 атмосфер - для фильтрации и опреснения питьевой и солоноватой воды, и 24-70 атмосфер - для морской воды.
В установках для очистки воды используется синтетическая полупроницаемая мембрана, на которой задерживаются высокомолекулярные загрязнители, а низкомолекулярные вещества (кислород, хлор, углекислый газ и пр.) – остаются в воде. Некоторые газы определяют вкус воды.
В процессе обратного осмоса, в отличие от перегонки, не происходит повышения температуры воды.
Очистка воды обратным осмосом происходит в современных промышленных установках для обессоливания воды, которые включают в себя следующее оборудование:
- система реагентной подготовки,
- насос высокого давления,
- фильтр тонкой очистки воды,
- блок фильтрующих модулей,
- блок химической промывки.
Основным элементом установки обратного осмоса является полупроницаемая обратноосмотическая мембрана, находящаяся в корпусе. Исходная вода, поступающая в установку, отводится в два потока. В одном потоке — очищенная и обессоленная вода, т.н. пермеат. Во втором потоке – концентрат, то есть вода с концентрированными примесями, которую сливают. Вода продавливается через мембрану при высоком давлении, создаваемом насосом, центробежным, многоступенчатым или роторным. Чтобы замедлить образование осадка на мембранах, применяют дозирование ингибитора осадкообразования. Осадок с мембран снимается химической промывкой. Для контроля качества очистки используют проточные измерители солесодержания, уровня рН — рН-метры. Расход пермеата и концентрата измеряется проточными расходомерами. Системы очистки и обессоливания воды обратным осмосом управляются в автоматическом и полуавтоматическом режиме. Качество очистки воды методом обратного осмоса проверяется TDS метром.
Примером бытовой очистки воды обратным осмосом может служить фильтр с тремя картриджами:
- Фильтром механической (грубой) очистки.
- Мембраной обратного осмоса.
- Угольным фильтром.
Такие фильтры широко применяются в странах Америки, Европы и Азии.
Воду, полученную из установки очистки обратным осмосом, не содержащую минеральных солей, делают пригодной для питья и приготовления пищи дополнительной минерализацией.
