Producerea membranelor de osmoză inversă
FilmTec Corporation, o subdiviziune structurală a DOW Chemical Corporation (SUA), este lider mondial în producția de elemente membranare. Producția de elemente membranare se realizează direct în SUA.
Membranele companiei sunt certificate la nivel mondial pentru tratarea apei atât în scopuri potabile, cât și în industrie.
Membranele DOW FilmTec cu diametrul de 2,5” - 4” - 8” sunt prezentate în mai multe serii pentru principalele tipuri de apă:
- XLE - pentru proaspăt;
- BW - pentru sărat;
- SW - pentru mare și cu un nivel ridicat de salinitate.
Ecosoft este importatorul oficial al membranelor DOW FilmTec în Ucraina din 1995.
Și din 1017, compania a început să producă propriile elemente de membrană din lenjerie americană, ceea ce a făcut posibilă reducerea costurilor tehnologiei de osmoză inversă.
Cerințe pentru apa furnizată membranei de osmoză inversă
Foaia de membrană este realizată dintr-un material destul de sensibil, astfel încât calitatea apei furnizate pentru tratare trebuie să respecte cu strictețe valorile admise:
- mai puțin de 0,56 mg/l de solide în suspensie;
- oxidabilitate - mai puțin de 4 mgO2 / l;
- clor liber mai mic de 0,1 mg/l;
- temperatura apei de alimentare - 4 - 30 ° С;
- fier - până la 0,1 mg / l;
- mangan - până la 0,05 mg/l;
- duritate - până la 3 mg-eq/l.
Unii dintre parametrii (fier, mangan, silicati) pot fi mai mari decat normele declarate in cazul folosirii anticalcarelor (substante speciale care impiedica depunerea sedimentelor pe suprafata membranei).
Restul parametrilor se realizează prin pretratare, care poate include filtrarea mecanică, dedurizare, îndepărtarea fierului sau adsorbția, în funcție de parametrii sursei de apă.
Punctele forte și punctele slabe ale sistemului de osmoză inversă
Printre avantajele sistemului de purificare a apei prin osmoză se numără următoarele:
- Nivel ridicat de curățare. Această caracteristică este semnul distinctiv al sistemului de osmoză inversă. După cum au arătat examinările, apa purificată conține de 10 ori mai puține impurități decât cele indicate în standardele relevante. Unitatea cu membrană este asamblată astfel încât impuritățile să nu poată pătrunde accidental în lichidul purificat.
- Posibilitate de preparare a apei pentru diferite scopuri. Lichidul care a intrat în rezervorul de stocare poate fi folosit fără restricții pentru băut și gătit. Nu trebuie fiert înainte de utilizare. Din punct de vedere medical, o astfel de apă este mult mai sănătoasă decât apa fiartă dintr-o conductă de oraș. Daca casa are un acvariu, acesta poate fi completat din rezervorul de stocare fara decontare prealabila.
- Ușurință de instalare. Deși proiectarea sistemului este cu un ordin de mărime mai complicată decât filtrele convenționale de uz casnic, instalarea nu necesită abilități speciale. De regulă, setul complet al dispozitivului include toate elementele necesare instalării. În plus, fiecare dintre nodurile componente poate fi înlocuit în orice moment.
- compactitatea. Sistemul nu poate fi clasificat ca fiind prea voluminos. De regulă, este format dintr-un recipient și mai multe filtre cu membrană. Pentru a găzdui complexul, se folosește de obicei spațiul de sub chiuvetă. Robinetul compact este afișat convenabil și plasat pe suprafața chiuvetei. Designul modern îi permite să se potrivească bine în orice interior de bucătărie.
Punctele slabe ale osmozei inverse sunt, de asemenea, atribuite frecvent ratei scăzute de filtrare a apei. Lichidul se deplasează prin membrană foarte încet. În medie, o membrană standard este capabilă să purifice 150-300 l/zi. De asemenea, trebuie avut în vedere faptul că 2/3 din volumul de apă, alături de poluare, este deversat în canalizare, ceea ce mărește puțin facturile la utilități.Pentru a evita disconfortul în timpul funcționării sistemului, este necesar să selectați corect volumul rezervorului de stocare. În acest caz, deficitul poate apărea numai imediat după punerea în funcțiune a sistemului.
Rezervor de concentrare a apei
Apa filtrată este colectată într-un recipient special cu un volum de 4-12 litri: indicatorul exact este afectat de nivelul de performanță a sistemului. Cel mai des folosit material pentru fabricarea containerelor este oțelul de înaltă calitate. Din exterior, vasul este finisat cu email rezistent. În interiorul rezervorului există două compartimente - pentru apă și aer. În mijloc, camerele sunt separate una de cealaltă printr-o garnitură de silicon. Pentru a regla volumul de aer, recipientul este echipat cu un niplu, al cărui capăt invers iese în afara rezervorului. Pentru umflare, se folosește de obicei o pompă de mașină.
Datorită camerei de aer din interiorul recipientului, se creează o anumită presiune, care permite transportul apei la robinet cu o oarecare presiune. Pentru a furniza apă consumatorului, recipientul este echipat cu un furtun de încredere cu o duză. De regulă, se folosește un robinet separat pentru a instala osmoza inversă, plasat pe chiuvetă lângă mixerul principal. Acest lucru face posibilă, în cazul întreruperii alimentării cu apă prin sistemul de alimentare cu apă, utilizarea alimentării care este disponibilă în interiorul rezervorului de stocare. Pentru a furniza lichid sub o presiune stabilă, uneori este necesar să forțați aerul prin orificiul de evacuare a mamelonului.
Pachetul dispozitivului
Cea mai valoroasă componentă a unui sistem de osmoză inversă este membrana. Acest element este realizat din material microporos de înaltă calitate. Este așezat în unul sau mai multe straturi în jurul unei tije de plastic perforate. Pe partea superioară a membranei există o carcasă de protecție din plastic, pentru fixarea cărora se folosesc etanșări fiabile.
Modulul membranei funcționează astfel:
- După ce apa este furnizată în interiorul carcasei, aceasta este trecută prin materialul poros. Uneori se folosește o pompă electrică pentru a crește presiunea.
- Moleculele de apă pură care au trecut prin membrană urmează în interiorul rezervorului de stocare, iar concentratul, încărcat cu impurități, este reținut de bariera membranară.
- În plus, această soluție este îndepărtată în afara dispozitivului cu membrană în conducta de canalizare.
După cum sa menționat deja, contactul direct al unui filtru cu membrană cu apa plată dintr-o țeavă de oraș este plin de consecințe cele mai nefericite. Este vorba despre dimensiunile microscopice ale porilor săi (0,0001 microni). Membrana nu poate fi curățată sau spălată ca filtrele mecanice: poate fi doar înlocuită. Frecvența de înlocuire recomandată pentru acest element scump este o dată la doi până la trei ani.
Timpul exact de înlocuire este afectat de condițiile de funcționare ale produsului - nivelul presiunii din alimentarea cu apă, concentrația și compoziția chimică a impurităților, temperatura apei etc. Se întâmplă ca membrana să servească în mod regulat 5 sau mai mulți ani. Uneori, înlocuirea trebuie făcută după primul an de utilizare. Pentru a proteja porii membranei de înfundarea prematură, în sistem sunt introduse prefiltre pentru apă cu osmoză inversă.
Ca standard, vorbim despre două dispozitive mecanice și unul pe cărbune:
- Rolul primului filtru mecanic este de a reține impuritățile care nu se pot dizolva în apă. De regulă, dimensiunea acestor particule este mai mare de 0,5 microni. Acestea includ de obicei nisip, bucăți de coroziune, solzi etc.
- După aceea, apa curge prin modulul de cărbune, care selectează contaminanți chimici - molecule de clor, metale grele, îngrășăminte din sol, fier dizolvat și diverse substanțe organice.
- Urmează un filtru mecanic capabil să prindă particule mai mici. Este legătura finală în modulul de pre-curățare.
Teorie
Osmoza este înțeleasă ca o operațiune tehnologică, a cărei esență este tendința apei de a egaliza gradul de concentrare a aditivilor în soluții separate printr-o membrană. Aceste partiții sunt echipate cu astfel de găuri microscopice încât doar moleculele de apă pot pătrunde prin ele.
Odată cu o creștere a procentului de impurități în orice compartiment al unui astfel de vas, va începe procesul de curgere a apei în el, până când densitatea lichidului din ambele compartimente este complet egalată. Osmoza inversă duce la efectul opus: aici membrana nu egalizează densitatea apei, ci o împarte în două părți - curată și murdară. Din acest motiv, procesul a primit prefixul „invers”.
Bloc suplimentar
Filtrele de apă de osmoză aduc lichidul într-o stare apropiată de apa distilată. Porii membranei nu rețin moleculele de oxigen dizolvat, ceea ce face ca apa purificată să fie de foarte înaltă calitate. Pentru a îmbunătăți gustul lichidului, se utilizează un mineralizator suplimentar și alte blocuri. Cu toate acestea, apa poate fi folosită și imediat după părăsirea membranei: nici măcar nu trebuie fiartă în prealabil.
În ceea ce privește blocul suplimentar, acesta include de obicei un mineralizator și un cartuș bioceramic. Apa care trece prin ele este îmbogățită cu calciu, sodiu, magneziu etc. Aceste elemente au un efect foarte pozitiv asupra sistemului nervos și cardiovascular uman, ceea ce ajută la evitarea multor boli periculoase. Ca urmare, apa bogată în minerale devine nu numai potabilă, ci și vindecătoare.
Acțiunea cartuşului bioceramic este oarecum diferită. În interiorul acestuia se află granule, pentru fabricarea cărora se folosește argilă coptă și fragmente de turmalină. Aceste materiale au un efect foarte benefic asupra apei, corectând structura acesteia. Bea astfel de apă poate întări semnificativ sistemul endocrin și imunitar.
Instalarea unui filtru de osmoză inversă poate fi împărțită în mai multe etape
1. Filtrul este atașat la robinet. Majoritatea sistemelor OO vin cu un deviator care poate fi atașat la orice chiuvetă din orice casă. Pentru a începe lucrul cu filtrul, porniți apă rece și comutați maneta mică de pe inversor. Astfel, apa va începe să curgă în sistem. Pentru a opri funcționarea, pur și simplu opriți alimentarea cu apă. Există mai multe opțiuni pentru conectarea alimentării cu apă de la robinet la filtru. De exemplu, se poate utiliza un racord de furtun sau o supapă cu scaun;
2. Așezați furtunul de scurgere pe scurgerea din chiuvetă. Deci toate impuritățile vor ajunge în canalizare. Alimentarea cu apă uzată poate fi amenajată cu o supapă cu șa în conducta de scurgere;
3. Așezați furtunul de evacuare a apei în butoi sau recipient de depozitare. Când utilizați o supapă pentru oprire automată, este instalat un flotor. Este de remarcat faptul că supapa de închidere automată nu este de obicei inclusă în livrarea standard a filtrelor cu osmoză inversă, dar acestea pot fi achiziționate ca accesoriu.
Schema electrică a filtrului cu osmoză inversă. Ilustrația arată principiul de funcționare al supapei de închidere automată. Apa este alimentata sistemului de osmoza inversa (4) prin furtunul rosu, apa cu continut mare de sare iese prin furtunul negru, apa purificata prin osmoza inversa intra in depozit prin cel albastru. Flotitorul (3) blochează fluxul de apă în rezervor, presiunea hidrostatică se acumulează în supapa de închidere automată (4), care blochează fluxul de apă din prefiltre. Supapa (2) permite curgerea apei într-o singură direcție.
După conectarea tuturor furtunurilor, porniți alimentarea cu apă rece. Sistemul este acum operațional. Eficiența depinde de temperatură și presiunea debitului.Sistemele de osmoză inversă ar trebui să utilizeze numai apă rece.
Filtrele cu osmoză inversă se caracterizează prin producția de galoane pe zi (perioada de 24 de ore). În timpul funcționării, apa nu se revarsă în mod activ, ci formează un flux lent și constant de picături. Presiunea nu este de obicei o problemă în zonele urbane, dar în unele cazuri este necesar un simplu dispozitiv de ridicare.
Ce este o membrană
Există trei tipuri de membrane de osmoză inversă: rulou, cu fibre goale și plate.
Membrana „rulată” este formată dintr-un corp și elementul de filtru propriu-zis.
În interiorul rolei se află un tub perforat, care servește la crearea rezistenței elementului, la colectarea apei purificate și ca bază pentru înfășurarea membranei în timpul procesului de producție. În jurul acestuia este înfășurat un strat gros de țesătură de membrană de poliamidă semi-permeabilă.
În timpul procesului de filtrare, apa pătrunde în grosimea pânzei și se adună în tub.
Datorită acestui design, aceste membrane au cea mai mare performanță, consum minim de material și ocupă cel mai mic spațiu. Prin urmare, membranele laminate sunt cele mai comune din lume și ocupă 95% din piața industrială.
5% este ocupat de aparate cu elemente cu membrană plate și dispozitive de tratare a apei pe bază de fibre goale.
Comparația tehnologiilor de filtrare
Dacă comparăm osmoza inversă cu alte procese membranare, putem spune că este cea mai eficientă tehnologie de purificare a apei.
De ce?
Figura de mai jos arată o comparație a osmozei inverse cu alte metode de filtrare.
În primul rând, să ne uităm la alte metode de separare a mediilor sau de filtrare.
Filtrarea conventionala – presupune indepartarea particulelor mari de poluare (conditionat cele pe care le putem simti si vedea cu ochiul liber) – nisip, rugina, namol.
Dimensiunea acestor particule este de la 1000 µm (1 mm) la 1 µm.
Procesele de separare a acestor particule din faza lichidă au loc pe încărcare, cartuş, disc, pungă, spălare şi alte tipuri de filtre. Astfel de procese sunt utilizate în mod obișnuit în timpul pretratării apei.
Avantajul filtrării mecanice simple este că poate avea loc la presiune scăzută, de exemplu, filtrarea pe filtrele de încărcare are loc adesea fără presurizare, iar filtrele cu cartuș din gospodării funcționează la presiunea creată de conductă.
Microfiltrarea este un proces de îndepărtare a particulelor de la 1 la 0,1 microni din apă. Acestea includ bacterii, molecule mari de colorant, pesticide, gelatină, emulsie de latex.
Procesele de microfiltrare nu sunt utilizate pe scară largă în tehnologia de tratare a apei potabile, dar sunt utilizate pe scară largă pentru tratarea apelor uzate și apa de proces pentru procesele industriale.
Ultrafiltrarea vă permite să îndepărtați particulele mici cu dimensiuni cuprinse între 0,005 și 0,1 microni (virusuri, particule de anumite proteine, particule de medicamente etc.). Procesele sunt utilizate pe scară largă pentru tratarea apei potabile în țările europene. Ultrafiltrarea poate fi considerată cea mai bună metodă de preparare a apei de băut relativ pură. De asemenea, aceste procese sunt utilizate pe scară largă în industria farmaceutică și alimentară.
Utilizarea ultrafiltrării în viața de zi cu zi este limitată datorită faptului că acest proces nu îndepărtează impuritățile ionice (săruri de duritate, metale grele, nitrați) și reprezintă un pericol considerabil pentru oameni, precum și presiunea mare aplicată.
Osmoza inversă este capabilă să îndepărteze particulele mai mici de 0,001 microni, ceea ce asigură îndepărtarea chiar și a contaminanților de dimensiunea ionică (ioni de duritate, metale grele, nitrați, sulfați etc.).
Tehnologiile de osmoză inversă sunt adesea folosite la prepararea apei potabile, la prepararea distilatelor pentru cazane de abur, în industria alimentară.
Acum să aruncăm o privire la tipurile de instalații de osmoză inversă și la aplicațiile acestora, de la aparate electrocasnice până la procese industriale mari.
Ghid de selecție
Atunci când alegeți un complex de filtrare pentru casa dvs., trebuie să țineți cont de următoarele puncte:
Setul complet de sisteme de purificare a apei cu osmoză inversă este fabricat conform unui anumit standard, ceea ce face posibilă găsirea cu ușurință a unui înlocuitor pentru o unitate uzată. Cu toate acestea, nu toți producătorii de echipamente respectă acest principiu. Acest punct trebuie reținut, acordând preferință complexelor cu parametri standard. Printre acestea se numără multe dispozitive de producție internă de calitate destul de bună. Costul sistemelor rusești, de regulă, este mai mic decât al omologilor străini.
Cel mai profitabil este să achiziționați un filtru direct de la producător, un dealer verificat sau într-un magazin al companiei. Un indicator al calității bune a unui sistem de osmoză inversă este disponibilitatea documentației tehnice, o garanție oficială și instrucțiuni clare de instalare și utilizare. La cumpărare, trebuie neapărat să solicitați un certificat de calitate. De asemenea, este mai bine să știi cum să schimbi singur filtrul de apă, pentru a nu plăti în exces pentru acest serviciu.
Atunci când alegeți volumul rezervorului de stocare, este necesar să calculați rata medie lunară a consumului de apă în apartament. Pentru a economisi resursa filtrului de osmoză, nu este necesar să treceți toată apa din bucătărie prin acesta. Portiunea destinata spalarii vaselor, mainilor si electrocasnicelor poate fi preluata direct de la alimentarea cu apa. Conform normelor, o persoană consumă aproximativ 3 litri de apă pe zi. Înmulțind această cifră cu numărul de membri ai familiei, aceștia obțin tariful zilnic pentru întregul apartament.
De mare importanță sunt dimensiunile spațiului interior al chiuvetei. Este logic să comandați un rezervor de dimensiuni semnificative pentru o familie numeroasă, cu o bucătărie spațioasă și mobilier general. Cele mai populare sunt recipientele cu o capacitate de 8-10 litri. Aceste modele sunt suficient de compacte pentru a se potrivi într-o chiuvetă standard.
De mare importanță este nivelul presiunii de lucru din interiorul alimentării cu apă. Tehnologia de osmoză inversă este proiectată pentru un indicator de 2,8 bar. Dacă măsurătorile au arătat că presiunea apei este mai mică, atunci ar trebui să achiziționați un complex special cu o pompă internă. Acesta va asigura presiunea necesară pentru ca lichidul să treacă prin filtrul cu membrană. Conductele de apă cu presiune de lucru prea mare sunt echipate cu un reductor de presiune. Dacă acest lucru nu se face, membrana va eșua rapid.
Având în vedere rolul deosebit pe care îl joacă membrana într-un sistem de osmoză inversă, aceasta trebuie verificată cu atenție înainte de cumpărare.
Este important să se utilizeze materiale de înaltă calitate pentru fabricarea acestui element. Magazinul trebuie să solicite un certificat de calitate separat pentru membrană
În ceea ce privește performanța sa, o rată de filtrare de 7 l/h este suficientă pentru o familie medie. Daca in casa locuiesc mai mult de 4 membri ai familiei, este necesar sa cumperi o membrana mai eficienta sau sa dobandesti o capacitate mare.
Trebuie luat în considerare faptul că, pe măsură ce performanța membranei crește, la fel crește și costul acesteia. Prin urmare, a lua acasă aparate prea puternice nu este practic. De exemplu, un sistem cu o capacitate de 15 l/h este capabil să răspundă nevoilor de apă curată ale unei mici cantine sau cafenea.
Un punct important la cumpărare este verificarea configurației sistemului. Setul complet include cinci etape de bază de purificare ca standard: trei prefiltre, o membrană și un modul suplimentar. Materialul de fabricație și funcția ultimei etape în diferite modele pot diferi.Pe lângă mineralizatorul și cartușul bioceramic menționat anterior, blocurile umplute cu coajă de nucă de cocos, cărbune activat și ioni de argint sunt foarte populare. Materialele de acest tip au un efect antiseptic și măresc gustul apei.
