Atvirkštinis osmosas ir nanofiltravimas

Atvirkštinio osmoso membranų gamyba

„FilmTec Corporation“, struktūrinis „DOW Chemical Corporation“ (JAV) padalinys, yra pasaulinis membraninių elementų gamybos lyderis. Membraninių elementų gamyba vykdoma tiesiogiai JAV.

Įmonės membranos visame pasaulyje yra sertifikuotos vandens valymui tiek geriamojo, tiek pramonėje.

DOW FilmTec membranos, kurių skersmuo yra 2,5" - 4" - 8", pateikiamos keliose serijose pagrindinėms vandens rūšims:

• XLE - šviežiam;
• BW – sūriems;
• SW - jūrai ir su dideliu druskingumu.

Ecosoft yra oficialus DOW FilmTec membranų importuotojas Ukrainoje nuo 1995 m.

Ir nuo 1017 m. įmonė pradėjo gaminti savo membraninius elementus iš amerikietiško lino, o tai leido sumažinti atvirkštinio osmoso technologijos kainą.

Reikalavimai vandeniui, tiekiamam į atvirkštinio osmoso membraną

Membraninis lakštas pagamintas iš gana jautrios medžiagos, todėl tiekiamo apdoroti vandens kokybė turi griežtai atitikti leistinas vertes:

• mažiau kaip 0,56 mg/l suspenduotų kietųjų dalelių;
• oksiduojamumas - mažesnis nei 4 mgO2 / l;
• laisvo chloro mažiau nei 0,1 mg/l;
• tiekiamo vandens temperatūra - 4 - 30 ° С;
• geležis - iki 0,1 mg / l;
• mangano - iki 0,05 mg/l;
• kietumas - iki 3 mg-ekv / l.

Kai kurie parametrai (geležis, manganas, silikatai) gali būti didesni už deklaruotas normas, kai naudojami antikalantai (specialios medžiagos, neleidžiančios nuosėdoms nusodinti ant membranos paviršiaus).

Likę parametrai pasiekiami atliekant išankstinį apdorojimą, kuris gali apimti mechaninį filtravimą, minkštinimą, geležies pašalinimą arba adsorbciją, priklausomai nuo šaltinio vandens parametrų.

Atvirkštinio osmoso sistemos stipriosios ir silpnosios pusės

Tarp osmoso vandens valymo sistemos privalumų yra šie:

• Aukštas valymo lygis. Ši savybė yra atvirkštinio osmoso sistemos bruožas. Kaip parodė tyrimai, išvalytame vandenyje priemaišų yra 10 kartų mažiau nei nurodyta atitinkamuose standartuose. Membraninis blokas sumontuotas taip, kad priemaišos netyčia nepatektų į išvalytą skystį.
• Galimybė paruošti vandenį įvairiems tikslams. Į rezervuarą patekusį skystį galima be apribojimų gerti ir gaminti. Prieš naudojimą jo virti nereikia. Medicininiu požiūriu toks vanduo yra daug sveikesnis nei virintas vanduo iš miesto vamzdžio. Jei name yra akvariumas, jį galima papildyti iš rezervuaro iš anksto nenusėdus.
• Montavimo paprastumas. Nors sistemos konstrukcija yra daug sudėtingesnė nei įprastų buitinių filtrų, jai įdiegti nereikia specialių įgūdžių. Paprastai visas įrenginio komplektas apima visus montavimui būtinus elementus. Be to, kiekvieną komponentų mazgą galima bet kada pakeisti.
• kompaktiškumas. Sistema negali būti klasifikuojama kaip pernelyg didelė. Paprastai jį sudaro konteineris ir keli filtrai su membrana. Norint apgyvendinti kompleksą, dažniausiai naudojama erdvė po kriaukle. Kompaktiškas maišytuvas patogiai eksponuojamas ir padedamas ant kriauklės paviršiaus. Modernus dizainas leidžia puikiai priderinti prie bet kokio virtuvės interjero.

Atvirkštinio osmoso trūkumai taip pat dažniausiai siejami su mažu vandens filtravimo greičiu. Skystis per membraną juda labai lėtai. Vidutiniškai standartinė membrana gali išvalyti 150-300 l/parą. Taip pat reikia nepamiršti, kad 2/3 vandens tūrio kartu su tarša išleidžiama į kanalizaciją, o tai šiek tiek padidina mokesčius už komunalines paslaugas.Norint išvengti diskomforto eksploatuojant sistemą, būtina teisingai parinkti akumuliacinės talpos tūrį. Tokiu atveju trūkumas gali atsirasti tik iškart po to, kai sistema pradeda veikti.

Vandens koncentracijos bakas

Filtruotas vanduo surenkamas į specialų 4-12 litrų talpos indą: tikslus rodiklis priklauso nuo sistemos veikimo lygio. Dažniausiai konteinerių gamybai naudojama medžiaga yra aukštos kokybės plienas. Iš išorės indas yra padengtas patvariu emaliu. Bako viduje yra du skyriai - vandeniui ir orui. Viduryje kameros viena nuo kitos atskirtos silikonine tarpine. Oro kiekiui reguliuoti talpykloje yra nipelis, kurio galas išeina už bako ribų. Pripūtimui dažniausiai naudojamas automobilinis siurblys.

Talpyklos viduje esančios oro kameros dėka sukuriamas tam tikras slėgis, leidžiantis tam tikru slėgiu transportuoti vandenį į maišytuvą. Norėdami tiekti vandenį vartotojui, talpykloje yra patikima žarna su antgaliu. Paprastai atvirkštiniam osmosui įrengti naudojamas atskiras maišytuvas, dedamas ant kriauklės šalia pagrindinio maišytuvo. Tai suteikia galimybę, nutrūkus vandens tiekimui per vandens tiekimo sistemą, naudoti tiekimą, kuris yra rezervuaro viduje. Norint tiekti skystį esant stabiliam slėgiui, kartais reikia priversti orą per spenelio išleidimo angą.

Įrenginio paketas

Vertingiausias atvirkštinio osmoso sistemos komponentas yra membrana. Šis elementas pagamintas iš aukštos kokybės mikroporingos medžiagos. Jis klojamas vienu ar keliais sluoksniais aplink perforuotą plastikinį strypą. Viršutinėje membranos dalyje yra plastikinis apsauginis korpusas, kurio tvirtinimui naudojami patikimi sandarikliai.

Membraninis modulis veikia taip:

1. Po to, kai vanduo tiekiamas korpuso viduje, jis praleidžiamas per porėtą medžiagą. Kartais slėgiui padidinti naudojamas elektrinis siurblys.
2. Per membraną prasiskverbiančios gryno vandens molekulės patenka į rezervuaro vidų, o koncentratas, nusunktas su priemaišomis, sulaikomas membranos barjero.
3. Be to, šis tirpalas pašalinamas iš membraninio įrenginio į kanalizacijos vamzdį.

Kaip jau minėta, tiesioginis membraninio filtro kontaktas su paprastu vandeniu iš miesto vamzdžio yra kupinas labiausiai apgailėtinų pasekmių. Viskas priklauso nuo mikroskopinių jo porų matmenų (0,0001 mikrono). Membrana negali būti valoma ar plaunama kaip mechaniniai filtrai: ją galima tik pakeisti. Rekomenduojamas šio brangaus elemento keitimo dažnis yra kartą per dvejus ar trejus metus.

Tiksliam pakeitimo laikui įtakos turi gaminio eksploatavimo sąlygos – slėgio lygis vandentiekyje, priemaišų koncentracija ir cheminė sudėtis, vandens temperatūra ir kt. Taip atsitinka, kad membrana reguliariai tarnauja 5 ar daugiau metų. Kartais reikia pakeisti po pirmųjų naudojimo metų. Siekiant apsaugoti membranos poras nuo priešlaikinio užsikimšimo, į sistemą įvedami atvirkštinio osmoso vandens išankstiniai filtrai.

Standartiškai mes kalbame apie du mechaninius ir vieną anglies įrenginį:

• Pirmojo mechaninio filtro funkcija yra sulaikyti priemaišas, kurios negali ištirpti vandenyje. Paprastai šių dalelių dydis yra didesnis nei 0,5 mikrono. Tai dažniausiai apima smėlį, korozijos gabalėlius, apnašas ir kt.
• Po to vanduo teka per anglies modulį, kuris atrenka cheminius teršalus – chloro molekules, sunkiuosius metalus, trąšas iš dirvožemio, ištirpusią geležį ir įvairias organines medžiagas.
• Kitas yra vienas mechaninis filtras, galintis sulaikyti mažesnes daleles. Tai paskutinė išankstinio valymo modulio grandis.

Teorija

Osmosas suprantamas kaip technologinė operacija, kurios esmė – vandens polinkis suvienodinti priedų koncentracijos laipsnį tirpaluose, atskirtuose membrana. Šiose pertvarose įrengtos tokios mikroskopinės skylės, kad pro jas gali prasiskverbti tik vandens molekulės.

Padidinus priemaišų procentą bet kuriame tokio indo skyriuje, prasidės į jį tekančio vandens procesas, kol skysčio tankis abiejuose skyriuose bus visiškai išlygintas. Atvirkštinis osmosas sukelia priešingą efektą: čia membrana nelygina vandens tankio, o padalija jį į dvi dalis – švarią ir nešvarią. Dėl šios priežasties procesas gavo priešdėlį „atvirkščiai“.

Papildomas blokas

Osmoso vandens filtrai skystį atneša į būseną, artimą distiliuotam vandeniui. Membranos poros nesulaiko ištirpusių deguonies molekulių, todėl išgrynintas vanduo yra labai aukštos kokybės. Skysčio skoniui pagerinti papildomai naudojamas mineralizatorius ir kiti blokeliai. Tačiau vandenį galima naudoti ir iš karto išėjus iš membranos: prieš tai jo net virti nereikia.

Kalbant apie papildomą bloką, paprastai jame yra mineralizatorius ir biokeraminė kasetė. Per juos praeinantis vanduo yra praturtintas kalcio, natrio, magnio ir kt. Šie elementai labai teigiamai veikia žmogaus nervų ir širdies ir kraujagyslių sistemą, o tai padeda išvengti daugelio pavojingų ligų. Dėl to mineralinis vanduo tampa ne tik geriamas, bet ir gydomasis.

Biokeraminės kasetės veikimas yra kiek kitoks. Jo viduje yra granulės, kurių gamybai naudojamas keptas molis ir turmalino fragmentai. Šios medžiagos labai teigiamai veikia vandenį, koreguoja jo struktūrą. Tokio vandens gėrimas gali žymiai sustiprinti endokrininę ir imuninę sistemas.

Atvirkštinio osmoso filtro montavimą galima suskirstyti į kelis etapus

1. Filtras pritvirtintas prie maišytuvo. Dauguma OO sistemų yra su perjungikliu, kurį galima pritvirtinti prie bet kurios kriauklės bet kuriuose namuose. Norėdami pradėti dirbti su filtru, įjunkite šaltą vandenį ir perjunkite mažą divertoriaus svirtį. Taigi vanduo pradės tekėti į sistemą. Norėdami nustoti veikti, tiesiog išjunkite vandens tiekimą. Yra keletas variantų, kaip prijungti vandentiekio vandenį prie filtro. Pavyzdžiui, gali būti naudojama žarnos jungtis arba lizdo vožtuvas;

2. Uždėkite išleidimo žarną ant kriaukle esančios nutekėjimo angos. Taigi visi nešvarumai pateks į kanalizaciją. Nuotekų tiekimas gali būti organizuojamas su balniniu vožtuvu išleidimo linijoje;

3. Įstatykite vandens išleidimo žarną į statinę arba laikymo talpyklą. Naudojant vožtuvą automatiniam išjungimui, įrengiama plūdė. Verta paminėti, kad automatinis uždarymo vožtuvas dažniausiai nėra įtrauktas į standartinį atvirkštinio osmoso filtrų komplektą, tačiau juos galima įsigyti kaip priedą.Atvirkštinio osmoso filtro laidų schema. Paveikslėlyje parodytas automatinio uždarymo vožtuvo veikimo principas. Į atvirkštinio osmoso sistemą (4) vanduo tiekiamas per raudoną žarną, juodąja žarna išleidžiamas vanduo su dideliu druskų kiekiu, atvirkštiniu osmosu išgrynintas vanduo į saugyklą patenka per mėlyną. Plūdė (3) blokuoja vandens patekimą į baką, automatiniame uždarymo vožtuve (4) susidaro hidrostatinis slėgis, kuris blokuoja vandens tekėjimą iš pirminių filtrų. Vožtuvas (2) leidžia vandeniui tekėti viena kryptimi.

Sujungę visas žarnas, įjunkite šalto vandens tiekimą. Dabar sistema veikia. Efektyvumas priklauso nuo temperatūros ir srauto slėgio.Atvirkštinio osmoso sistemose turėtų būti naudojamas tik šaltas vanduo.

Atvirkštinio osmoso filtrai pasižymi galonų išeiga per dieną (24 valandų laikotarpis). Veikimo metu vanduo aktyviai neišsilieja, o sudaro lėtą ir pastovų lašų srautą. Miestuose slėgis dažniausiai nėra problema, tačiau kai kuriais atvejais paprastas prietaisas jį pakelti yra būtinas.

Kas yra membrana

Yra trijų tipų atvirkštinio osmoso membranos: ritininės, tuščiavidurio pluošto ir plokščios.

"Ritininė" membrana susideda iš korpuso ir tikrojo filtro elemento.

Rulono viduje yra perforuotas vamzdelis, kuris padeda sukurti elemento stiprumą, surinkti išvalytą vandenį ir kaip pagrindas vynioti membraną gamybos proceso metu. Aplink jį suvyniotas storas pusiau pralaidus poliamidinės membranos sluoksnis.

Filtravimo proceso metu vanduo patenka į rulono storį ir susirenka į vamzdelį.

Dėl šios konstrukcijos šios membranos pasižymi didžiausiu našumu, minimaliomis medžiagų sąnaudomis ir užima mažiausiai vietos. Todėl valcuotos membranos yra labiausiai paplitusios pasaulyje ir užima 95% pramonės rinkos.

5% užima prietaisai su plokščiais membranos elementais ir vandens valymo įrenginiai, kurių pagrindą sudaro tuščiaviduriai pluoštai.

Filtravimo technologijų palyginimas

Palyginus atvirkštinį osmosą su kitais membraniniais procesais, galima teigti, kad tai pati efektyviausia vandens valymo technologija.

Kodėl?

Žemiau esančiame paveikslėlyje parodytas atvirkštinio osmoso palyginimas su kitais filtravimo metodais.

Pirmiausia pažvelkime į kitus žiniasklaidos atskyrimo arba filtravimo būdus.

Įprastas filtravimas – apima didelių taršos dalelių (sąlygiškai tų, kurias galime jausti ir matyti plika akimi) – smėlio, rūdžių, dumblo – pašalinimą.

Šių dalelių dydis yra nuo 1000 µm (1 mm) iki 1 µm.

Tokių dalelių atskyrimo nuo skystosios fazės procesai vyksta naudojant įkrovimo, kasetės, disko, maišelio, plovimo ir kitų tipų filtrus. Tokie procesai dažniausiai naudojami pirminio vandens valymo metu.

Paprasto mechaninio filtravimo privalumas yra tas, kad jis gali vykti esant žemam slėgiui, pavyzdžiui, filtravimas ant įkrovimo filtrų dažnai vyksta be slėgio, o kasetiniai filtrai namų ūkiuose veikia vamzdyno sukuriamu slėgiu.

Mikrofiltravimas – tai 1–0,1 mikrono dydžio dalelių pašalinimo iš vandens procesas. Tai bakterijos, didelės dažų molekulės, pesticidai, želatina, latekso emulsija.

Mikrofiltravimo procesai nėra plačiai naudojami geriamojo vandens valymo technologijoje, tačiau plačiai naudojami nuotekų valymui ir technologiniam vandeniui pramoniniuose procesuose.

Ultrafiltracija leidžia pašalinti mažas daleles, kurių dydis svyruoja nuo 0,005 iki 0,1 mikrono (virusus, kai kurių baltymų daleles, vaistų daleles ir kt.). Procesai plačiai naudojami geriamojo vandens valymui Europos šalyse. Ultrafiltravimas gali būti laikomas geriausiu gana gryno geriamojo vandens ruošimo metodu. Taip pat šie procesai plačiai naudojami farmacijos ir maisto pramonėje.

Ultrafiltracijos naudojimas kasdieniame gyvenime yra ribotas dėl to, kad šis procesas nepašalina joninių priemaišų (kietumo druskų, sunkiųjų metalų, nitratų) ir kelia didelį pavojų žmogui bei didelį taikomą slėgį.

Atvirkštinis osmosas geba pašalinti mažesnes nei 0,001 mikrono daleles, o tai užtikrina net jonų dydžio teršalų (kietumo jonų, sunkiųjų metalų, nitratų, sulfatų ir kt.) pašalinimą.

Atvirkštinio osmoso technologijos dažnai naudojamos ruošiant geriamąjį vandenį, ruošiant distiliatą garo katilams, maisto pramonėje.

Dabar pažvelkime į atvirkštinio osmoso įrenginių tipus ir jų pritaikymą – nuo ​​buitinės technikos iki didelių pramoninių procesų.

Pasirinkimo vadovas

Renkantis filtravimo kompleksą savo namams, turite atsižvelgti į šiuos dalykus:

Pilnas atvirkštinio osmoso vandens valymo sistemų komplektas yra pagamintas pagal tam tikrą standartą, todėl susidėvėjusiam įrenginiui galima nesunkiai rasti pakaitalą. Tačiau ne visi įrangos gamintojai vadovaujasi šiuo principu. Šį dalyką reikia nepamiršti, pirmenybę teikiant kompleksams su standartiniais parametrais. Tarp jų yra daug gana geros kokybės vietinės gamybos prietaisų. Rusijos sistemų kaina, kaip taisyklė, yra mažesnė nei užsienio kolegų.
Pelningiausia filtrą įsigyti tiesiai iš gamintojo, patikrinto pardavėjo arba įmonės parduotuvėje. Atvirkštinio osmoso sistemos geros kokybės rodiklis yra techninės dokumentacijos prieinamumas, oficiali garantija, aiškios montavimo ir naudojimo instrukcijos. Pirkdami būtinai turite reikalauti kokybės sertifikato. Taip pat geriau žinoti, kaip patiems pakeisti vandens filtrą, kad nereikėtų permokėti už šią paslaugą.
Renkantis akumuliacinės talpos tūrį, būtina apskaičiuoti vidutinę mėnesio vandens suvartojimo normą bute. Norint sutaupyti osmoso filtro išteklius, nebūtina per jį praleisti viso virtuvės vandens. Indams, rankoms ir buitinei technikai plauti skirtą porciją galima paimti tiesiai iš vandentiekio. Pagal normas vienas žmogus per dieną suvartoja apie 3 litrus vandens. Padauginus šį skaičių iš šeimos narių skaičiaus, jie gauna viso buto dienos normą.
Didelę reikšmę turi kriauklės vidinės erdvės matmenys. Tikslinga užsisakyti reikšmingų matmenų baką didelei šeimai su erdvia virtuve ir bendrais baldais. Populiariausi yra 8-10 litrų talpos konteineriai. Šie modeliai yra pakankamai kompaktiški, kad tilptų į standartinę kriauklę.
Didelę reikšmę turi darbinio slėgio lygis vandens tiekimo sistemoje. Atvirkštinio osmoso technologija skirta 2,8 baro indikatoriui. Jei matavimai parodė, kad vandens slėgis yra mažesnis, tuomet turėtumėte įsigyti specialų kompleksą su vidiniu siurbliu. Jis užtikrins reikiamą slėgį, kad skystis praeitų per membraninį filtrą. Vandens vamzdžiuose su per dideliu darbiniu slėgiu yra sumontuotas slėgio reduktorius. Jei tai nebus padaryta, membrana greitai suges.
Atsižvelgiant į ypatingą membranos vaidmenį atvirkštinio osmoso sistemoje, prieš perkant ją reikia atidžiai patikrinti.

Svarbu, kad šio elemento gamybai būtų naudojamos aukštos kokybės medžiagos. Parduotuvėje turi būti reikalaujama atskiro membranos kokybės sertifikato

Kalbant apie jo veikimą, vidutinei šeimai pakanka 7 l / h filtravimo greičio. Jei name gyvena daugiau nei 4 šeimos nariai, būtina įsigyti efektyvesnę membraną arba įsigyti didelės talpos.
Reikėtų atsižvelgti į tai, kad didėjant membranos veikimui, didėja ir jos kaina. Todėl per daug galingus prietaisus parsinešti namo nėra praktiška. Pavyzdžiui, 15 l/h našumo sistema gali patenkinti nedidelės valgyklos ar kavinės švaraus vandens poreikius.

Svarbus dalykas perkant yra patikrinti sistemos konfigūraciją. Visą komplektą sudaro penki pagrindiniai valymo etapai: trys pirminiai filtrai, membrana ir papildomas modulis. Gamybos medžiaga ir paskutinio etapo funkcija skirtinguose modeliuose gali skirtis.Be anksčiau minėto mineralizatoriaus ir biokeraminės kasetės, labai populiarūs blokeliai, užpildyti kokoso kevalais, aktyvuota anglimi ir sidabro jonais. Tokio tipo medžiagos turi antiseptinį poveikį ir padidina vandens skonį.