ייצור ממברנות אוסמוזה הפוכה
FilmTec Corporation, חטיבה מבנית של DOW Chemical Corporation (ארה"ב), היא המובילה העולמית בייצור אלמנטים ממברניים. הייצור של אלמנטים ממברניים מתבצע ישירות בארה"ב.
ממברנות החברה מוסמכות ברחבי העולם לטיפול במים הן לצורכי שתייה והן בתעשייה.
ממברנות DOW FilmTec בקוטר של 2.5 אינץ' - 4 אינץ' - 8 אינץ' מוצגות במספר סדרות עבור סוגי המים העיקריים:
- XLE - לטריים;
- BW - למלוח;
- SW - לים וברמת מליחות גבוהה.
אקוסופט היא היבואנית הרשמית של ממברנות DOW FilmTec באוקראינה מאז 1995.
ומאז 1017, החברה החלה לייצר אלמנטים ממברניים משלה מפשתן אמריקאי, מה שאפשר להוזיל את העלות של טכנולוגיית אוסמוזה הפוכה.
דרישות למים המסופקים לממברנת האוסמוזה ההפוכה
יריעת הממברנה עשויה מחומר רגיש למדי, ולכן איכות המים המסופקים לטיפול חייבת לעמוד בקפדנות בערכים המותרים:
- פחות מ-0.56 מ"ג/ליטר של מוצקים מרחפים;
- יכולת חמצון - פחות מ-4 mgO2 / l;
- כלור חופשי פחות מ-0.1 מ"ג/ליטר;
- טמפרטורת מים באספקה - 4 - 30 מעלות צלזיוס;
- ברזל - עד 0.1 מ"ג לליטר;
- מנגן - עד 0.05 מ"ג לליטר;
- קשיות - עד 3 mg-eq / l.
חלק מהפרמטרים (ברזל, מנגן, סיליקטים) עשויים להיות גבוהים מהנורמות המוצהרות במקרה של שימוש בחומרים נוגדי אבנית (חומרים מיוחדים המונעים שקיעה של משקעים על פני הממברנה).
שאר הפרמטרים מושגים באמצעות טיפול מקדים, שעשוי לכלול סינון מכני, ריכוך, סילוק ברזל או ספיחה, בהתאם לפרמטרים של מי המקור.
נקודות החוזק והחולשה של מערכת האוסמוזה ההפוכה
בין היתרונות של מערכת טיהור מים באוסמוזה הם הבאים:
- רמת ניקיון גבוהה. מאפיין זה הוא סימן ההיכר של מערכת האוסמוזה ההפוכה. כפי שהראו בדיקות, מים מטוהרים מכילים פי 10 פחות זיהומים מהמצוין בתקנים הרלוונטיים. יחידת הממברנה מורכבת בצורה כזו שזיהומים לא יכולים להיכנס בטעות לנוזל המטוהר.
- אפשרות להכנת מים למטרות שונות. בנוזל שנכנס למיכל האחסון ניתן להשתמש ללא הגבלות לשתייה ולבישול. אין צורך להרתיח לפני השימוש. מנקודת מבט רפואית, מים כאלה בריאים הרבה יותר ממים מורתחים מצינור עירוני. אם בבית יש אקווריום, ניתן לחדש אותו ממיכל האגירה ללא התיישבות מוקדמת.
- קלות התקנה. למרות שהעיצוב של המערכת מסובך יותר בסדר גודל ממסננים ביתיים רגילים, הוא אינו דורש מיומנויות מיוחדות להתקנה. ככלל, הסט השלם של המכשיר כולל את כל האלמנטים הדרושים להתקנה. בנוסף, ניתן להחליף כל אחד מצמתי הרכיבים בכל עת.
- צְפִיפוּת. לא ניתן לסווג את המערכת כמגושמת מדי. ככלל, הוא מורכב ממיכל וכמה מסננים עם ממברנה. כדי להכיל את המתחם, בדרך כלל משתמשים בחלל שמתחת לכיור. הברז הקומפקטי מוצג בנוחות וממוקם על משטח הכיור. עיצוב מודרני מאפשר לו להשתלב היטב בכל פנים מטבח.
החולשות של אוסמוזה הפוכה מיוחסות בדרך כלל גם לקצב הנמוך של סינון המים. הנוזל עובר דרך הממברנה לאט מאוד. בממוצע, ממברנה סטנדרטית מסוגלת לטהר 150-300 ליטר ליום. כמו כן, יש לזכור כי 2/3 מנפח המים, יחד עם הזיהום, מוזרמים לביוב, מה שמגדיל מעט את חשבונות החשמל.כדי למנוע אי נוחות במהלך פעולת המערכת, יש צורך לבחור את נפח האחסון הנכון. במקרה זה, הגירעון עשוי להתרחש רק מיד לאחר כניסת המערכת לפעולה.
מיכל ריכוז מים
המים המסוננים נאספים בתוך מיכל מיוחד בנפח של 4-12 ליטר: המחוון המדויק מושפע מרמת ביצועי המערכת. פלדה איכותית משמשת לרוב כחומר לייצור מכולות. מבחוץ, הכלי סיים עם אמייל עמיד. בתוך המיכל ישנם שני תאים - למים ולאוויר. באמצע, החדרים מופרדים זה מזה על ידי אטם סיליקון. כדי להתאים את נפח האוויר, המיכל מצויד בפטמה, שקצהו ההפוך יוצא מחוץ למיכל. לניפוח משתמשים בדרך כלל במשאבת רכב.
הודות לתא האוויר שבתוך המיכל נוצר לחץ מסוים המאפשר הובלת מים לברז בלחץ מסוים. כדי לספק מים לצרכן, המיכל מצויד בצינור אמין עם זרבובית. ככלל, ברז נפרד משמש להתקנת אוסמוזה הפוכה, הניח על הכיור ליד המיקסר הראשי. זה מאפשר, במקרה של הפסקת אספקת מים דרך מערכת אספקת המים, להשתמש באספקה הזמינה בתוך מיכל האגירה. על מנת לספק נוזל בלחץ יציב, לעיתים יש צורך בכוח אוויר דרך יציאת הפטמה.
חבילת מכשיר
המרכיב היקר ביותר של מערכת אוסמוזה הפוכה הוא הממברנה. אלמנט זה עשוי מחומר מיקרו נקבובי באיכות גבוהה. הוא מונח בשכבה אחת או יותר מסביב למוט פלסטיק מחורר. בחלק העליון של הממברנה יש מעטפת מגן מפלסטיק, לתיקון אילו אטמים אמינים משמשים.
מודול הממברנה פועל כך:
- לאחר אספקת מים בתוך הבית, הם מועברים דרך החומר הנקבובי. לפעמים משתמשים במשאבה חשמלית להגברת הלחץ.
- מולקולות המים הטהורים שעברו דרך הממברנה עוקבות בתוך מיכל האגירה, והתרכיז, הכבד על ידי זיהומים, נשמר על ידי מחסום הממברנה.
- יתר על כן, פתרון זה מוסר מחוץ למכשיר הממברנה לתוך צינור הביוב.
כפי שכבר הוזכר, מגע ישיר של מסנן ממברנה עם מים רגילים מצינור עירוני טומן בחובו את ההשלכות המצערות ביותר. הכל קשור לממדים המיקרוסקופיים של הנקבוביות שלו (0.0001 מיקרון). לא ניתן לנקות או לשטוף את הממברנה כמו מסננים מכניים: ניתן רק להחליף אותה. תדירות ההחלפה המומלצת לאלמנט יקר זה היא אחת לשנתיים-שלוש.
זמן ההחלפה המדויק מושפע מתנאי ההפעלה של המוצר - רמת הלחץ באספקת המים, ריכוז והרכב זיהומים כימי, טמפרטורת המים וכו'. זה קורה כי הממברנה משרתת באופן קבוע 5 שנים או יותר. לפעמים יש לבצע החלפה לאחר שנת השימוש הראשונה. על מנת להגן על נקבוביות הממברנה מפני סתימה מוקדמת, מוכנסים למערכת מסננים מוקדמים למים עם אוסמוזה הפוכה.
כסטנדרט, אנחנו מדברים על שני מכשירי פחם מכניים ואחד:
- תפקידו של המסנן המכני הראשון הוא לשמור על זיהומים שאינם מסוגלים להתמוסס במים. ככלל, גודלם של חלקיקים אלה הוא יותר מ-0.5 מיקרון. אלה כוללים בדרך כלל חול, פיסות קורוזיה, אבנית וכו'.
- לאחר מכן זורמים מים דרך מודול הפחם, שבוחר מזהמים כימיים - מולקולות כלור, מתכות כבדות, דשנים מהאדמה, ברזל מומס ואורגניים שונים.
- הבא הוא מסנן מכני אחד המסוגל ללכוד חלקיקים קטנים יותר. זהו הקישור האחרון במודול הקדם-ניקוי.
תֵאוֹרִיָה
אוסמוזה מובנת כפעולה טכנולוגית, שמהותה היא נטיית המים להשוות את דרגת הריכוז של התוספים בתמיסות המופרדות על ידי ממברנה. מחיצות אלו מצוידות בחורים מיקרוסקופיים כאלה שרק מולקולות מים יכולות לחלחל דרכן.
עם עלייה באחוז הזיהומים בכל תא של כלי כזה, יתחיל תהליך זרימת המים לתוכו, עד שצפיפות הנוזל בשני התאים תושווה לחלוטין. אוסמוזה הפוכה מובילה להשפעה הפוכה: כאן הממברנה אינה משווה את צפיפות המים, אלא מחלקת אותה לשני חלקים - נקי ומלוכלך. מסיבה זו, התהליך קיבל את הקידומת "הפוך".
בלוק נוסף
מסנני מים אוסמוזה מביאים את הנוזל למצב קרוב למים מזוקקים. נקבוביות הממברנה אינן שומרות על מולקולות חמצן מומסות, מה שהופך מים מטוהרים לאיכותיים מאוד. כדי לשפר את טעם הנוזל, משתמשים במינרליזטור נוסף ובבלוקים אחרים. עם זאת, ניתן להשתמש במים גם מיד לאחר היציאה מהממברנה: אין צורך אפילו להרתיח אותם מראש.
באשר לבלוק הנוסף, הוא כולל בדרך כלל מינרליזטור ומחסנית ביו-קרמית. המים העוברים בהם מועשרים בסידן, נתרן, מגנזיום וכו'. לאלמנטים אלה יש השפעה חיובית מאוד על מערכת העצבים והלב וכלי הדם האנושית, מה שעוזר להימנע ממחלות מסוכנות רבות. כתוצאה מכך, מים עשירים במינרלים הופכים לא רק לשתייה, אלא גם לריפוי.
פעולת המחסנית הביוקרמית שונה במקצת. בתוכו יש גרגירים, לייצורם משתמשים בחימר אפוי ושברי טורמלין. לחומרים אלה יש השפעה מועילה מאוד על המים, ומתקנים את המבנה שלהם. שתיית מים כאלה יכולה לחזק משמעותית את המערכת האנדוקרינית והחיסון.
ניתן לחלק את ההתקנה של מסנן אוסמוזה הפוכה למספר שלבים
1. הפילטר מחובר לברז. רוב מערכות ה-OO מגיעות עם מפנה שניתן לחבר לכל כיור בכל בית. כדי להתחיל לעבוד עם המסנן, הפעל מים קרים והחלף את הידית הקטנה על המפנה. כך, מים יתחילו לזרום לתוך המערכת. כדי להפסיק לעבוד, פשוט כבה את אספקת המים. קיימות מספר אפשרויות לחיבור אספקת מי הברז למסנן. לדוגמה, ניתן להשתמש באביזר צינור או בשסתום מושב;
2. הנח את צינור הניקוז על הניקוז בכיור. אז כל הזיהומים יכנסו לביוב. ניתן לארגן אספקת שפכים עם שסתום אוכף בקו הניקוז;
3. הנח את צינור יציאת המים לתוך החבית או מיכל האחסון. בעת שימוש בשסתום לכיבוי אוטומטי, מותקן מצוף. ראוי לציין כי שסתום הכיבוי האוטומטי בדרך כלל אינו כלול במשלוח הסטנדרטי של מסנני אוסמוזה הפוכה, אך ניתן לרכוש אותם כאביזר.
דיאגרמת חיווט מסנן אוסמוזה הפוכה. האיור מציג את עקרון הפעולה של שסתום הכיבוי האוטומטי. מים מסופקים למערכת האוסמוזה ההפוכה (4) דרך הצינור האדום, מים עם תכולת מלח גבוהה מוזרמים דרך הצינור השחור, מים מטוהרים באוסמוזה הפוכה נכנסים למחסן דרך הכחול. המצוף (3) חוסם את זרימת המים לתוך המיכל, לחץ הידרוסטטי מצטבר בשסתום הכיבוי האוטומטי (4), החוסם את זרימת המים מהמסננים המוקדמים. השסתום (2) מאפשר למים לזרום בכיוון אחד.
לאחר חיבור כל הצינורות, הפעל את אספקת המים הקרים. המערכת פעילה כעת. היעילות תלויה בטמפרטורה ובלחץ הזרימה.מערכות אוסמוזה הפוכה צריכות להשתמש רק במים קרים.
מסנני אוסמוזה הפוכה מאופיינים בתפוקה של גלונים ליום (24 שעות). במהלך הפעולה, המים אינם נשפכים באופן פעיל, אלא יוצרים זרימה איטית ויציבה של טיפות. לחץ לרוב אינו מהווה בעיה באזורים עירוניים, אך במקרים מסוימים יש צורך במכשיר פשוט להגביה.
מה זה קרום
ישנם שלושה סוגים של ממברנות אוסמוזה הפוכה: גליל, סיבים חלולים ושטוחים.
קרום ה"רול" מורכב מגוף ואלמנט המסנן בפועל.
בתוך הגליל ישנו צינור מחורר, המשמש ליצירת חוזק האלמנט, לאיסוף מים מטוהרים וכבסיס לליפוף הממברנה בתהליך הייצור. שכבה עבה של קורי קרום פוליאמיד חדיר למחצה כרוכה סביבה.
במהלך תהליך הסינון, מים נכנסים לעובי הרשת ומתאספים בצינור.
הודות לעיצוב זה, לממברנות אלו יש את הביצועים הגבוהים ביותר, צריכת חומרים מינימלית ותופסות את הכמות הפחותה ביותר של מקום. לכן, ממברנות מגולגלות הן הנפוצות ביותר בעולם ותופסות 95% מהשוק התעשייתי.
5% תפוסים על ידי מכשירים עם אלמנטים ממברנה שטוחה והתקנים לטיפול במים המבוססים על סיבים חלולים.
השוואה בין טכנולוגיות סינון
אם נשווה אוסמוזה הפוכה עם תהליכי ממברנה אחרים, נוכל לומר שזו הטכנולוגיה היעילה ביותר לטיהור מים.
למה?
האיור שלהלן מציג השוואה של אוסמוזה הפוכה עם שיטות סינון אחרות.
ראשית, בואו נסתכל על שיטות אחרות של הפרדת מדיה, או סינון.
סינון קונבנציונלי - כרוך בסילוק חלקיקי זיהום גדולים (בתנאי כאלו שאנו יכולים להרגיש ולראות בעין בלתי מזוינת) - חול, חלודה, סחף.
גודלם של חלקיקים אלה הוא מ-1000 מיקרומטר (1 מ"מ) ל-1 מיקרומטר.
תהליכי ההפרדה של חלקיקים כאלה מהשלב הנוזלי מתרחשים במטען, מחסנית, דיסק, שקית, שטיפה וסוגים אחרים של מסננים. תהליכים כאלה משמשים בדרך כלל במהלך טיפול מקדים של מים.
היתרון של סינון מכני פשוט הוא בכך שהוא יכול להתבצע בלחץ נמוך, למשל, סינון על מסנני טעינה מתבצע לרוב ללא לחץ, ומסנני מחסניות במשקי בית פועלים בלחץ שנוצר מהצינור.
מיקרו סינון הוא תהליך של הסרת חלקיקים בגודל של 1 עד 0.1 מיקרון מהמים. הם כוללים חיידקים, מולקולות צבע גדולות, חומרי הדברה, ג'לטין, תחליב לטקס.
תהליכי מיקרו סינון אינם נמצאים בשימוש נרחב בטכנולוגיית טיפול במי שתייה, אך נמצאים בשימוש נרחב לטיפול בשפכים ומי תהליך לתהליכים תעשייתיים.
סינון אולטרה מאפשר להסיר חלקיקים קטנים בגודל של 0.005 עד 0.1 מיקרון (וירוסים, חלקיקים של חלבונים מסוימים, חלקיקי תרופות וכו'). התהליכים נמצאים בשימוש נרחב לטיפול במי שתייה במדינות אירופה. סינון אולטרה יכול להיחשב לשיטה הטובה ביותר להכנת מי שתייה טהורים יחסית. כמו כן, תהליכים אלו נמצאים בשימוש נרחב בתעשיות התרופות והמזון.
השימוש באולטרה סינון בחיי היומיום מוגבל בשל העובדה שתהליך זה אינו מסיר זיהומים יוניים (מלחי קשיות, מתכות כבדות, חנקות), והם מהווים סכנה ניכרת לבני אדם, כמו גם לחץ מופעל גבוה.
אוסמוזה הפוכה מסוגלת להסיר חלקיקים קטנים מ-0.001 מיקרון, מה שמבטיח הסרה של מזהמים אפילו בגודל יונים (יוני קשיות, מתכות כבדות, חנקות, סולפטים וכו').
טכנולוגיות אוסמוזה הפוכה משמשות לרוב בהכנת מי שתייה, בהכנת תזקיק לדודי קיטור, בתעשיית המזון.
כעת בואו נסתכל על סוגי מפעלי אוסמוזה הפוכה והיישומים שלהם, החל ממכשירי חשמל ביתיים ועד לתהליכים תעשייתיים גדולים.
מדריך לבחירה
בבחירת מתחם סינון לבית, עליך לקחת בחשבון את הנקודות הבאות:
הסט השלם של מערכות טיהור מים באוסמוזה הפוכה מיוצר על פי תקן מסוים, המאפשר למצוא בקלות תחליף ליחידה בלויה. עם זאת, לא כל יצרני הציוד פועלים לפי עיקרון זה. יש לזכור נקודה זו, תוך מתן עדיפות למתחמים עם פרמטרים סטנדרטיים. ביניהם מכשירים רבים של ייצור מקומי באיכות טובה למדי. העלות של מערכות רוסיות, ככלל, נמוכה יותר מאשר עמיתים זרים.
הכי משתלם לרכוש מסנן ישירות מהיצרן, משווק מאומת או בחנות של החברה. אינדיקטור לאיכות הטובה של מערכת אוסמוזה הפוכה הוא הזמינות של תיעוד טכני, אחריות רשמית והוראות ברורות להתקנה ולשימוש. בעת הקנייה, אתה בהחלט חייב לדרוש תעודת איכות. עדיף גם לדעת איך להחליף את מסנן המים בעצמך, כדי לא לשלם יותר מדי עבור שירות זה.
בעת בחירת נפח מיכל האגירה, יש צורך לחשב את התעריף החודשי הממוצע של צריכת המים בדירה. כדי לשמור את המשאב של מסנן האוסמוזה, אין צורך להעביר את כל מי המטבח דרכו. את המנה המיועדת לשטיפת כלים, ידיים ומכשירי חשמל ביתיים ניתן לקחת ישירות מאספקת המים. על פי הנורמות, אדם אחד צורך כ-3 ליטר מים ביום. מכפילים את הנתון הזה במספר בני המשפחה, הם מקבלים את התעריף היומי עבור כל הדירה.
יש חשיבות רבה למידות החלל הפנימי של הכיור. הגיוני להזמין מיכל במידות משמעותיות למשפחה גדולה עם מטבח מרווח וריהוט כולל. הפופולריים ביותר הם מיכלים עם קיבולת של 8-10 ליטר. דגמים אלה הם קומפקטיים מספיק כדי להיכנס לכיור סטנדרטי.
חשיבות רבה היא לרמת לחץ העבודה בתוך אספקת המים. טכנולוגיית אוסמוזה הפוכה מיועדת למחוון של 2.8 בר. אם המדידות הראו שלחץ המים נמוך יותר, אז כדאי לרכוש קומפלקס מיוחד עם משאבה פנימית. זה יספק את הלחץ הדרוש למעבר נוזל דרך מסנן הממברנה. צינורות מים עם לחץ הפעלה גבוה מדי מצוידים במפחית לחץ. אם זה לא נעשה, הממברנה תיכשל במהירות.
לאור התפקיד המיוחד שממלאת הממברנה במערכת אוסמוזה הפוכה, יש לבדוק אותה בקפידה לפני הרכישה.
חשוב להשתמש בחומרים באיכות גבוהה לייצור אלמנט זה. על החנות לדרוש תעודת איכות נפרדת לממברנה
באשר לביצועים שלו, קצב סינון של 7 ליטר לשעה מספיק למשפחה ממוצעת. אם גרים בבית יותר מ-4 בני משפחה, יש צורך לקנות ממברנה יעילה יותר או לרכוש קיבולת גדולה.
יש לקחת בחשבון שככל שהביצועים של הממברנה עולים, כך גם העלות שלו עולה. לכן, לקחת הביתה מכשירי חשמל חזקים מדי אינה מעשית. לדוגמה, מערכת עם קיבולת של 15 ליטר לשעה מסוגלת לענות על צורכי המים הנקיים של מזנון קטן או בית קפה.
נקודה חשובה בקנייה היא לבדוק את תצורת המערכת. הסט השלם כולל חמישה שלבי טיהור בסיסיים כסטנדרט: שלושה מסננים מקדימים, ממברנה ומודול נוסף. חומר הייצור והתפקוד של השלב האחרון בדגמים שונים עשויים להיות שונים.בנוסף למינרליזטור והמחסנית הביוקרמית שהוזכרו קודם לכן, בלוקים מלאים בקליפת קוקוס, פחם פעיל ויוני כסף פופולריים מאוד. לחומרים מסוג זה יש אפקט אנטיספטי ומגבירים את טעם המים.
