Produkcja membran odwróconej osmozy
FilmTec Corporation, pododdział strukturalny DOW Chemical Corporation (USA), jest światowym liderem w produkcji elementów membranowych. Produkcja elementów membranowych odbywa się bezpośrednio w USA.
Membrany firmy są certyfikowane na całym świecie do uzdatniania wody zarówno do celów pitnych, jak iw przemyśle.
Membrany DOW FilmTec o średnicy 2,5” - 4” - 8” prezentowane są w kilku seriach dla głównych rodzajów wody:
- XLE - na świeże;
- BW - dla słonych;
- SW - na morze io wysokim stopniu zasolenia.
Ecosoft jest oficjalnym importerem membran DOW FilmTec na Ukrainie od 1995 roku.
A od 1017 roku firma zaczęła produkować własne elementy membranowe z amerykańskiego lnu, co pozwoliło obniżyć koszty technologii odwróconej osmozy.
Wymagania dotyczące wody dostarczanej do membrany odwróconej osmozy
Arkusz membrany jest wykonany z dość wrażliwego materiału, dlatego jakość wody dostarczanej do uzdatniania musi ściśle odpowiadać dopuszczalnym wartościom:
- mniej niż 0,56 mg/l zawiesiny;
- utlenialność - mniej niż 4 mgO2 / l;
- wolny chlor mniej niż 0,1 mg/l;
- temperatura wody zasilającej - 4 - 30 ° С;
- żelazo - do 0,1 mg / l;
- mangan - do 0,05 mg/l;
- twardość - do 3 mg-eq / l.
Niektóre parametry (żelazo, mangan, krzemiany) mogą być wyższe od deklarowanych norm w przypadku stosowania antyskalantów (specjalnych substancji zapobiegających odkładaniu się osadów na powierzchni membrany).
Pozostałe parametry uzyskuje się poprzez podczyszczanie, które w zależności od parametrów wody źródłowej może obejmować filtrację mechaniczną, zmiękczanie, odżelazianie lub adsorpcję.
Mocne i słabe strony systemu odwróconej osmozy
Wśród zalet systemu osmozy do oczyszczania wody są:
- Wysoki poziom czyszczenia. Ta cecha jest znakiem rozpoznawczym systemu odwróconej osmozy. Jak wykazały badania, oczyszczona woda zawiera 10 razy mniej zanieczyszczeń niż wskazano w odpowiednich normach. Zespół membranowy jest zmontowany w taki sposób, aby zanieczyszczenia nie mogły przypadkowo dostać się do oczyszczonej cieczy.
- Możliwość przygotowania wody do różnych celów. Płyn, który dostał się do zbiornika, można bez ograniczeń używać do picia i gotowania. Nie trzeba go gotować przed użyciem. Z medycznego punktu widzenia taka woda jest znacznie zdrowsza niż przegotowana z miejskiej rury. Jeśli w domu znajduje się akwarium, można je uzupełnić ze zbiornika bez wcześniejszego zasiedlenia.
- Łatwość instalacji. Chociaż konstrukcja systemu jest o rząd wielkości bardziej skomplikowana niż w przypadku konwencjonalnych filtrów domowych, instalacja nie wymaga specjalnych umiejętności. Z reguły kompletny zestaw urządzenia zawiera wszystkie elementy niezbędne do instalacji. Ponadto każdy z węzłów składowych można w dowolnym momencie wymienić.
- ścisłość. System nie może być sklasyfikowany jako zbyt obszerny. Z reguły składa się z pojemnika i kilku filtrów z membraną. Aby pomieścić kompleks, zwykle wykorzystuje się przestrzeń pod zlewem. Kompaktowy kran jest wygodnie wyeksponowany i umieszczony na powierzchni zlewu. Nowoczesny design sprawia, że dobrze wpasuje się w każde kuchenne wnętrze.
Słabości odwróconej osmozy są również powszechnie przypisywane niskiemu współczynnikowi filtracji wody. Ciecz porusza się bardzo powoli przez membranę. Średnio standardowa membrana jest w stanie oczyścić 150-300 l/dobę. Należy również pamiętać, że 2/3 objętości wody wraz z zanieczyszczeniami trafia do kanalizacji, co nieznacznie podnosi rachunki za media.Aby uniknąć dyskomfortu podczas pracy systemu, konieczne jest prawidłowe dobranie objętości zasobnika. W takim przypadku deficyt może wystąpić dopiero od razu po uruchomieniu systemu.
Zbiornik na koncentrację wody
Przefiltrowana woda jest gromadzona w specjalnym pojemniku o pojemności 4-12 litrów: na dokładny wskaźnik wpływa poziom wydajności systemu. Najczęściej używanym materiałem do produkcji pojemników jest stal wysokiej jakości. Z zewnątrz naczynie wykończone trwałą emalią. Wewnątrz zbiornika znajdują się dwie komory - na wodę i powietrze. W środku komory są oddzielone od siebie silikonową uszczelką. Do regulacji ilości powietrza pojemnik wyposażony jest w smoczek, którego odwrotny koniec wychodzi na zewnątrz zbiornika. Do pompowania zwykle używa się pompy samochodowej.
Dzięki komorze powietrznej wewnątrz pojemnika powstaje pewne ciśnienie, które umożliwia transport wody do kranu pod pewnym ciśnieniem. Aby dostarczyć wodę do konsumenta, pojemnik jest wyposażony w niezawodny wąż z dyszą. Z reguły do instalacji odwróconej osmozy służy osobny kran, umieszczony na zlewie obok głównego miksera. Umożliwia to, w przypadku przerwy w dostawie wody przez system wodociągowy, wykorzystanie dopływu, który jest dostępny w zbiorniku magazynowym. Aby dostarczyć płyn pod stałym ciśnieniem, czasami konieczne jest przetłoczenie powietrza przez wylot smoczka.
Pakiet urządzeń
Najcenniejszym elementem systemu odwróconej osmozy jest membrana. Ten element wykonany jest z wysokiej jakości materiału mikroporowatego. Układa się go w jednej lub kilku warstwach wokół perforowanego plastikowego pręta. W górnej części membrany znajduje się plastikowa osłona ochronna, do mocowania której zastosowano niezawodne uszczelnienia.
Moduł membranowy działa tak:
- Po doprowadzeniu wody do wnętrza obudowy przechodzi ona przez porowaty materiał. Czasami do zwiększenia ciśnienia używana jest pompa elektryczna.
- Cząsteczki czystej wody, które przeszły przez membranę, trafiają do zbiornika magazynowego, a koncentrat obciążony zanieczyszczeniami jest zatrzymywany przez barierę membranową.
- Ponadto roztwór ten jest usuwany na zewnątrz urządzenia membranowego do rury kanalizacyjnej.
Jak już wspomniano, bezpośredni kontakt filtra membranowego ze zwykłą wodą z rury miejskiej jest obarczony najbardziej niefortunnymi konsekwencjami. Chodzi o mikroskopijne wymiary porów (0,001 mikrona). Membrany nie można czyścić ani myć jak filtrów mechanicznych: można ją jedynie wymienić. Zalecana częstotliwość wymiany tego drogiego elementu to raz na dwa do trzech lat.
Na dokładny czas wymiany mają wpływ warunki pracy produktu - poziom ciśnienia w doprowadzeniu wody, stężenie i skład chemiczny zanieczyszczeń, temperatura wody itp. Zdarza się, że membrana regularnie służy 5 lub więcej lat. Czasami wymiana musi być dokonana po pierwszym roku użytkowania. W celu ochrony porów membrany przed przedwczesnym zatkaniem, do systemu wprowadzane są filtry wstępne do wody z odwróconą osmozą.
Standardowo mówimy o dwóch urządzeniach mechanicznych i jednym węglowym:
- Rolą pierwszego filtra mechanicznego jest zatrzymywanie zanieczyszczeń, które nie są w stanie rozpuścić się w wodzie. Z reguły wielkość tych cząstek przekracza 0,5 mikrona. Należą do nich zazwyczaj piasek, kawałki korozji, zgorzelina itp.
- Następnie woda przepływa przez moduł węglowy, który selekcjonuje zanieczyszczenia chemiczne - cząsteczki chloru, metale ciężkie, nawozy z gleby, rozpuszczone żelazo i różne substancje organiczne.
- Następny jest jeden filtr mechaniczny zdolny do wychwytywania mniejszych cząstek. Jest to ostatnie ogniwo w module czyszczenia wstępnego.
Teoria
Osmoza rozumiana jest jako operacja technologiczna, której istotą jest tendencja wody do wyrównywania stopnia koncentracji dodatków w roztworach oddzielonych membraną. Przegrody te są wyposażone w tak mikroskopijne otwory, że tylko cząsteczki wody mogą przez nie przeniknąć.
Wraz ze wzrostem zawartości procentowej zanieczyszczeń w dowolnym przedziale takiego naczynia rozpocznie się proces napływania do niego wody, aż do całkowitego wyrównania gęstości cieczy w obu przedziałach. Odwrócona osmoza prowadzi do odwrotnego efektu: tutaj membrana nie wyrównuje gęstości wody, ale dzieli ją na dwie części - czystą i brudną. Z tego powodu proces otrzymał przedrostek „reverse”.
Dodatkowy blok
Filtry do wody osmozy doprowadzają ciecz do stanu zbliżonego do wody destylowanej. Pory membrany nie zatrzymują cząsteczek rozpuszczonego tlenu, co sprawia, że oczyszczona woda jest bardzo wysokiej jakości. Aby poprawić smak płynu, stosuje się dodatkowy mineralizator i inne bloki. Jednak wodę można również użyć natychmiast po opuszczeniu membrany: nie trzeba jej nawet wcześniej gotować.
Jeśli chodzi o dodatkowy blok, to zazwyczaj zawiera mineralizator i wkład bioceramiczny. Przepływająca przez nie woda jest wzbogacona w wapń, sód, magnez itp. Pierwiastki te mają bardzo pozytywny wpływ na układ nerwowy i sercowo-naczyniowy człowieka, co pozwala uniknąć wielu groźnych chorób. Dzięki temu woda bogata w minerały staje się nie tylko zdatna do picia, ale także lecznicza.
Nieco inaczej działa wkład bioceramiczny. Wewnątrz znajdują się granulki, do produkcji których używa się wypalanej gliny i fragmentów turmalinu. Materiały te bardzo korzystnie wpływają na wodę, korygując jej strukturę. Picie takiej wody może znacznie wzmocnić układ hormonalny i odpornościowy.
Montaż filtra odwróconej osmozy można podzielić na kilka etapów
1. Filtr jest dołączony do kranu. Większość systemów OO jest wyposażona w przełącznik, który można przymocować do dowolnego zlewu w dowolnym domu. Aby rozpocząć pracę z filtrem, włącz zimną wodę i przestaw małą dźwignię na rozdzielaczu. W ten sposób woda zacznie płynąć do systemu. Aby przestać działać, po prostu zakręć dopływ wody. Istnieje kilka możliwości podłączenia dopływu wody wodociągowej do filtra. Na przykład można zastosować złączkę węża lub zawór gniazdowy;
2. Umieść wąż odpływowy na odpływie w zlewie. Więc wszystkie zanieczyszczenia trafią do kanalizacji. Doprowadzenie ścieków można zapewnić za pomocą zaworu siodełkowego w przewodzie odpływowym;
3. Umieść wąż odprowadzający wodę w beczce lub pojemniku do przechowywania. Podczas korzystania z zaworu do automatycznego wyłączania instalowany jest pływak. Warto zauważyć, że automatyczny zawór odcinający zwykle nie wchodzi w skład standardowej dostawy filtrów odwróconej osmozy, ale można je dokupić jako akcesorium.
Schemat okablowania filtra odwróconej osmozy. Ilustracja przedstawia zasadę działania automatycznego zaworu odcinającego. Woda do systemu odwróconej osmozy (4) jest doprowadzana wężem czerwonym, woda z dużą zawartością soli wypływa wężem czarnym, woda oczyszczona w procesie odwróconej osmozy przez wąż niebieski trafia do zasobnika. Pływak (3) blokuje przepływ wody do zbiornika, ciśnienie hydrostatyczne wzrasta w automatycznym zaworze odcinającym (4), który blokuje przepływ wody z filtrów wstępnych. Zawór (2) umożliwia przepływ wody w jednym kierunku.
Po podłączeniu wszystkich węży włącz dopływ zimnej wody. System już działa. Wydajność zależy od temperatury i ciśnienia przepływu.Systemy odwróconej osmozy powinny używać wyłącznie zimnej wody.
Filtry odwróconej osmozy charakteryzują się wydajnością galonów na dobę (okres 24 godzin). Podczas pracy woda nie wylewa się aktywnie, ale tworzy powolny i równomierny przepływ kropel. Ciśnienie zwykle nie stanowi problemu na obszarach miejskich, ale w niektórych przypadkach konieczne jest proste urządzenie do jego podniesienia.
Co to jest membrana
Istnieją trzy rodzaje membran do odwróconej osmozy: rolkowe, z pustymi włóknami i płaskie.
Membrana „rolkowa” składa się z korpusu i właściwego elementu filtrującego.
Wewnątrz rolki znajduje się perforowana tuba, która służy do wytworzenia wytrzymałości elementu, zbierania oczyszczonej wody oraz jako baza do nawijania membrany podczas procesu produkcyjnego. Wokół niego nawinięta jest gruba warstwa półprzepuszczalnej wstęgi membrany poliamidowej.
Podczas procesu filtracji woda wnika w grubość wstęgi i gromadzi się w rurze.
Dzięki takiej konstrukcji membrany te charakteryzują się najwyższą wydajnością, minimalnym zużyciem materiału i zajmują najmniej miejsca. Dlatego membrany rolowane są najbardziej rozpowszechnione na świecie i zajmują 95% rynku przemysłowego.
5% zajmują urządzenia z płaskimi elementami membranowymi oraz urządzenia do uzdatniania wody na bazie pustych włókien.
Porównanie technologii filtracji
Jeśli porównamy odwróconą osmozę z innymi procesami membranowymi, możemy powiedzieć, że jest to najskuteczniejsza technologia oczyszczania wody.
Czemu?
Poniższy rysunek przedstawia porównanie odwróconej osmozy z innymi metodami filtracji.
Najpierw spójrzmy na inne metody separacji lub filtrowania mediów.
Filtracja konwencjonalna - polega na usuwaniu dużych cząstek zanieczyszczeń (warunkowo takich, które możemy wyczuć i zobaczyć gołym okiem) - piasku, rdzy, mułu.
Wielkość tych cząstek wynosi od 1000 µm (1 mm) do 1 µm.
Procesy oddzielania takich cząstek od fazy ciekłej zachodzą na filtrach wsadowych, kasetowych, dyskowych, workowych, myjących i innych. Takie procesy są powszechnie stosowane podczas wstępnego uzdatniania wody.
Zaletą prostej filtracji mechanicznej jest to, że może ona odbywać się pod niskim ciśnieniem, np. filtracja na filtrach wsadowych często odbywa się bez ciśnienia, a filtry nabojowe w gospodarstwach domowych pracują pod ciśnieniem wytwarzanym przez rurociąg.
Mikrofiltracja to proces usuwania z wody cząstek o wielkości od 1 do 0,1 mikrona. Należą do nich bakterie, duże cząsteczki barwnika, pestycydy, żelatyna, emulsja lateksowa.
Procesy mikrofiltracji nie są szeroko stosowane w technologii uzdatniania wody pitnej, ale są szeroko stosowane do oczyszczania ścieków i wody procesowej w procesach przemysłowych.
Ultrafiltracja umożliwia usuwanie małych cząstek o wielkości od 0,005 do 0,1 mikrona (wirusy, cząstki niektórych białek, cząstki leków itp.). Procesy te są szeroko stosowane do uzdatniania wody pitnej w krajach europejskich. Ultrafiltrację można uznać za najlepszą metodę przygotowania stosunkowo czystej wody pitnej. Procesy te są również szeroko stosowane w przemyśle farmaceutycznym i spożywczym.
Zastosowanie ultrafiltracji w życiu codziennym jest ograniczone ze względu na fakt, że proces ten nie usuwa zanieczyszczeń jonowych (sole twardości, metale ciężkie, azotany) i stwarza duże zagrożenie dla człowieka oraz wysokie ciśnienie.
Odwrócona osmoza jest w stanie usunąć cząstki mniejsze niż 0,001 mikrona, co zapewnia usuwanie zanieczyszczeń o nawet wielkości jonów (jony twardości, metale ciężkie, azotany, siarczany itp.).
Technologie odwróconej osmozy są często stosowane w przygotowaniu wody pitnej, w przygotowaniu destylatu do kotłów parowych, w przemyśle spożywczym.
Przyjrzyjmy się teraz rodzajom instalacji odwróconej osmozy i ich zastosowaniom, od sprzętu AGD po duże procesy przemysłowe.
Przewodnik wyboru
Wybierając kompleks filtracyjny do swojego domu, musisz wziąć pod uwagę następujące punkty:
Kompletny zestaw systemów odwróconej osmozy do uzdatniania wody jest produkowany zgodnie z określoną normą, co umożliwia łatwe znalezienie zamiennika zużytego urządzenia. Jednak nie wszyscy producenci sprzętu przestrzegają tej zasady. Należy o tym pamiętać, preferując kompleksy o standardowych parametrach. Wśród nich jest wiele urządzeń produkcji krajowej dość dobrej jakości. Koszt rosyjskich systemów jest z reguły niższy niż w zagranicznych odpowiednikach.
Najbardziej opłaca się kupić filtr bezpośrednio od producenta, sprawdzonego sprzedawcy lub w sklepie firmowym. Wyznacznikiem dobrej jakości systemu odwróconej osmozy jest dostępność dokumentacji technicznej, oficjalna gwarancja oraz jasne instrukcje instalacji i użytkowania. Kupując, bezwzględnie musisz wymagać certyfikatu jakości. Lepiej też wiedzieć, jak samodzielnie wymienić filtr do wody, aby nie przepłacać za tę usługę.
Przy doborze objętości zasobnika konieczne jest obliczenie średniego miesięcznego zużycia wody w mieszkaniu. Aby zaoszczędzić zasoby filtra osmozy, nie jest konieczne przepuszczanie przez niego całej wody kuchennej. Porcję przeznaczoną do mycia naczyń, rąk i sprzętu AGD można pobrać bezpośrednio z wodociągu. Według norm jedna osoba wypija dziennie około 3 litrów wody. Mnożąc tę liczbę przez liczbę członków rodziny, otrzymują stawkę dzienną za całe mieszkanie.
Duże znaczenie mają wymiary wewnętrznej przestrzeni zlewozmywaka. Dla dużej rodziny z przestronną kuchnią i całymi meblami warto zamówić zbiornik o znacznych wymiarach. Najbardziej popularne są pojemniki o pojemności 8-10 litrów. Modele te są wystarczająco kompaktowe, aby zmieścić się w standardowym zlewie.
Ogromne znaczenie ma poziom ciśnienia roboczego w dopływie wody. Technologia odwróconej osmozy została zaprojektowana dla wskaźnika 2,8 bara. Jeśli pomiary wykazały, że ciśnienie wody jest mniejsze, powinieneś kupić specjalny kompleks z wewnętrzną pompą. Zapewni ciśnienie niezbędne do przejścia cieczy przez filtr membranowy. Rury wodne o zbyt wysokim ciśnieniu roboczym wyposażone są w reduktor ciśnienia. Jeśli tego nie zrobisz, membrana szybko ulegnie awarii.
Biorąc pod uwagę szczególną rolę, jaką membrana odgrywa w systemie odwróconej osmozy, przed zakupem należy ją dokładnie sprawdzić.
Ważne jest, aby do produkcji tego elementu zostały użyte wysokiej jakości materiały. Sklep musi wymagać osobnego świadectwa jakości dla membrany
Jeśli chodzi o jego wydajność, dla przeciętnej rodziny wystarcza współczynnik filtracji 7 l/h. Jeśli w domu mieszka więcej niż 4 członków rodziny, konieczne jest dokupienie wydajniejszej membrany lub nabycie dużej pojemności.
Należy wziąć pod uwagę, że wraz ze wzrostem wydajności membrany rośnie jej koszt. Dlatego zabieranie do domu zbyt potężnych urządzeń nie jest praktyczne. Na przykład system o wydajności 15 l/h jest w stanie zaspokoić zapotrzebowanie na czystą wodę małej stołówki czy kawiarni.
Ważnym punktem przy zakupie jest sprawdzenie konfiguracji systemu. Kompletny zestaw zawiera w standardzie pięć podstawowych etapów oczyszczania: trzy filtry wstępne, membranę oraz moduł dodatkowy. Materiał wykonania i funkcja ostatniego etapu w różnych modelach mogą się różnić.Oprócz wspomnianego wcześniej mineralizatora i wkładu bioceramicznego dużą popularnością cieszą się bloki wypełnione łupinami orzecha kokosowego, węglem aktywnym i jonami srebra. Materiały tego typu działają antyseptycznie i podnoszą smak wody.
