Výroba membrán reverznej osmózy
FilmTec Corporation, štrukturálna divízia DOW Chemical Corporation (USA), je svetovým lídrom vo výrobe membránových prvkov. Výroba membránových prvkov prebieha priamo v USA.
Membrány spoločnosti sú celosvetovo certifikované na úpravu vody ako na pitné účely, tak aj v priemysle.
Membrány DOW FilmTec s priemerom 2,5” - 4” - 8” sú prezentované v niekoľkých sériách pre hlavné typy vody:
- XLE - pre čerstvé;
- BW - pre slané;
- JZ - pre more a s vysokou úrovňou salinity.
Spoločnosť Ecosoft je od roku 1995 oficiálnym dovozcom membrán DOW FilmTec na Ukrajine.
A od roku 1017 začala spoločnosť vyrábať vlastné membránové prvky z amerického plátna, čo umožnilo znížiť náklady na technológiu reverznej osmózy.
Požiadavky na vodu dodávanú do membrány reverznej osmózy
Membránová fólia je vyrobená z pomerne citlivého materiálu, takže kvalita vody dodávanej na úpravu musí prísne spĺňať prípustné hodnoty:
- menej ako 0,56 mg/l nerozpustených látok;
- oxidovateľnosť - menej ako 4 mgO2 / l;
- voľný chlór menej ako 0,1 mg/l;
- teplota prívodnej vody - 4 - 30 ° С;
- železo - do 0,1 mg / l;
- mangán - do 0,05 mg / l;
- tvrdosť - do 3 mg-ekv / l.
Niektoré parametre (železo, mangán, kremičitany) môžu byť v prípade použitia antiscalants (špeciálnych látok zabraňujúcich usadzovaniu sedimentu na povrchu membrány) vyššie ako deklarované normy.
Zvyšné parametre sa dosahujú predúpravou, ktorá môže zahŕňať mechanickú filtráciu, zmäkčovanie, odstraňovanie železa alebo adsorpciu v závislosti od parametrov zdrojovej vody.
Silné a slabé stránky systému reverznej osmózy
Medzi výhody osmózneho systému čistenia vody patria:
- Vysoká úroveň čistenia. Táto vlastnosť je charakteristickým znakom systému reverznej osmózy. Ako ukázali vyšetrenia, čistená voda obsahuje 10-krát menej nečistôt, ako je uvedené v príslušných normách. Membránová jednotka je zostavená tak, aby nečistoty nemohli náhodne vniknúť do čistenej kvapaliny.
- Možnosť prípravy vody na rôzne účely. Kvapalinu, ktorá sa dostala do zásobníka, možno bez obmedzení použiť na pitie a varenie. Pred použitím sa nemusí variť. Z medicínskeho hľadiska je takáto voda oveľa zdravšia ako prevarená voda z mestskej fajky. Ak má dom akvárium, je možné ho doplniť zo zásobnej nádrže bez predchádzajúceho usadzovania.
- Jednoduchosť inštalácie. Aj keď je dizajn systému rádovo komplikovanejší ako bežné domáce filtre, jeho inštalácia si nevyžaduje špeciálne zručnosti. Kompletná sada zariadenia spravidla obsahuje všetky prvky potrebné na inštaláciu. Okrem toho je možné každý z uzlov komponentov kedykoľvek vymeniť.
- kompaktnosť. Systém nemožno klasifikovať ako príliš objemný. Spravidla sa skladá z nádoby a niekoľkých filtrov s membránou. Na umiestnenie komplexu sa zvyčajne používa priestor pod umývadlom. Kompaktná batéria je vhodne vystavená a umiestnená na povrchu drezu. Vďaka modernému dizajnu sa hodí do každého interiéru kuchyne.
Slabé stránky reverznej osmózy sa tiež bežne pripisujú nízkej rýchlosti filtrácie vody. Kvapalina sa pohybuje cez membránu veľmi pomaly. V priemere je štandardná membrána schopná prečistiť 150-300 l/deň. Treba mať tiež na pamäti, že 2/3 objemu vody spolu so znečistením sa vypúšťajú do kanalizácie, čo mierne zvyšuje účty za energie.Aby sa predišlo nepohodliu počas prevádzky systému, je potrebné správne zvoliť objem zásobníka. V tomto prípade môže dôjsť k deficitu až bezprostredne po uvedení systému do prevádzky.
Nádrž na koncentráciu vody
Filtrovaná voda sa zhromažďuje vo vnútri špeciálnej nádoby s objemom 4-12 litrov: presný ukazovateľ je ovplyvnený úrovňou výkonu systému. Najčastejšie používaným materiálom na výrobu kontajnerov je kvalitná oceľ. Z vonkajšej strany je nádoba ukončená odolným smaltom. Vo vnútri nádrže sú dve priehradky - na vodu a vzduch. V strede sú komory od seba oddelené silikónovým tesnením. Na nastavenie množstva vzduchu je nádoba vybavená vsuvkou, ktorej zadný koniec smeruje mimo nádrž. Na nafukovanie sa zvyčajne používa autopumpa.
Vďaka vzduchovej komore vo vnútri nádoby sa vytvára určitý tlak, ktorý umožňuje dopravu vody do kohútika s určitým tlakom. Na dodávku vody spotrebiteľovi je nádoba vybavená spoľahlivou hadicou s tryskou. Na inštaláciu reverznej osmózy sa spravidla používa samostatný kohútik umiestnený na umývadle vedľa hlavného mixéra. To umožňuje v prípade prerušenia dodávky vody cez vodovodný systém využiť zásobu, ktorá je k dispozícii vo vnútri zásobníka. Aby bolo možné privádzať kvapalinu pod stabilným tlakom, je niekedy potrebné pretlačiť vzduch cez výstup vsuvky.
Balík zariadenia
Najcennejšou súčasťou systému reverznej osmózy je membrána. Tento prvok je vyrobený z vysoko kvalitného mikroporézneho materiálu. Pokladá sa v jednej alebo viacerých vrstvách okolo perforovanej plastovej tyče. Na hornej časti membrány je plastový ochranný obal, na ktorého upevnenie sa používajú spoľahlivé tesnenia.
Membránový modul funguje takto:
- Po privedení vody do puzdra prechádza cez porézny materiál. Niekedy sa na zvýšenie tlaku používa elektrické čerpadlo.
- Molekuly čistej vody, ktoré prešli membránou, nasledujú vo vnútri zásobníka a koncentrát zaťažený nečistotami je zadržaný membránovou bariérou.
- Ďalej sa tento roztok odvádza mimo membránového zariadenia do kanalizačného potrubia.
Ako už bolo uvedené, priamy kontakt membránového filtra s obyčajnou vodou z mestského potrubia je plný najnešťastnejších dôsledkov. Je to všetko o mikroskopických rozmeroch jeho pórov (0,0001 mikrónu). Membránu nemožno čistiť ani umývať ako mechanické filtre: možno ju iba vymeniť. Odporúčaná frekvencia výmeny tohto drahého prvku je raz za dva až tri roky.
Presný čas výmeny je ovplyvnený prevádzkovými podmienkami výrobku - úrovňou tlaku vo vodovodnom potrubí, koncentráciou a chemickým zložením nečistôt, teplotou vody atď. Stáva sa, že membrána pravidelne slúži 5 alebo viac rokov. Niekedy sa výmena musí vykonať po prvom roku používania. Na ochranu pórov membrány pred predčasným upchávaním sú do systému zavedené predfiltre pre vodu s reverznou osmózou.
Štandardne hovoríme o dvoch mechanických a jednom uhoľnom zariadení:
- Úlohou prvého mechanického filtra je zadržať nečistoty, ktoré sa nedokážu rozpustiť vo vode. Veľkosť týchto častíc je spravidla väčšia ako 0,5 mikrónu. Zvyčajne ide o piesok, kúsky korózie, vodný kameň atď.
- Potom voda preteká cez uhoľný modul, ktorý vyberá chemické nečistoty - molekuly chlóru, ťažké kovy, hnojivá z pôdy, rozpustené železo a rôzne organické látky.
- Ďalej je tu jeden mechanický filter schopný zachytávať menšie častice. Je to posledný článok v module predčističa.
teória
Osmóza je chápaná ako technologická operácia, ktorej podstatou je tendencia vody vyrovnávať stupeň koncentrácie prísad v roztokoch oddelených membránou. Tieto priečky sú vybavené takými mikroskopickými otvormi, že cez ne môžu preniknúť iba molekuly vody.
So zvýšením percenta nečistôt v ktoromkoľvek oddelení takejto nádoby sa začne proces prúdenia vody do nej, kým sa hustota kvapaliny v oboch oddeleniach úplne nevyrovná. Reverzná osmóza vedie k opačnému efektu: tu membrána nevyrovnáva hustotu vody, ale rozdeľuje ju na dve časti - čistú a špinavú. Z tohto dôvodu proces dostal predponu „reverse“.
Dodatočný blok
Osmózne vodné filtre privádzajú kvapalinu do stavu blízkeho destilovanej vode. Membránové póry nezadržiavajú rozpustené molekuly kyslíka, vďaka čomu je čistená voda veľmi kvalitná. Na zlepšenie chuti kvapaliny sa používa ďalší mineralizátor a ďalšie bloky. Voda sa však môže použiť aj ihneď po opustení membrány: nie je potrebné ju ani prevariť.
Čo sa týka prídavného bloku, ten zvyčajne obsahuje mineralizátor a biokeramickú kartušu. Voda prechádzajúca nimi je obohatená o vápnik, sodík, horčík atď. Tieto prvky veľmi priaznivo ovplyvňujú nervový a kardiovaskulárny systém človeka, čo pomáha predchádzať mnohým nebezpečným chorobám. Voda bohatá na minerály sa tak stáva nielen pitnou, ale aj liečivou.
Pôsobenie biokeramickej kazety je trochu iné. Vo vnútri sú granule, na výrobu ktorých sa používa pečená hlina a úlomky turmalínu. Tieto materiály majú veľmi priaznivý vplyv na vodu, upravujúc jej štruktúru. Pitie takejto vody môže výrazne posilniť endokrinný a imunitný systém.
Inštaláciu filtra reverznej osmózy možno rozdeliť do niekoľkých etáp
1. Filter je pripevnený ku kohútiku. Väčšina systémov OO sa dodáva s prepínačom, ktorý možno pripevniť k akémukoľvek umývadlu v akejkoľvek domácnosti. Ak chcete začať pracovať s filtrom, zapnite studenú vodu a prepnite malú páčku na prepínači. Voda tak začne prúdiť do systému. Ak chcete prestať pracovať, jednoducho vypnite prívod vody. Existuje niekoľko možností pripojenia prívodu vody z vodovodu k filtru. Napríklad sa môže použiť hadicová armatúra alebo sedlový ventil;
2. Umiestnite vypúšťaciu hadicu na odtok v umývadle. Takže všetky nečistoty pôjdu do kanalizácie. Prívod odpadovej vody môže byť usporiadaný pomocou sedlového ventilu v odtokovom potrubí;
3. Umiestnite výstupnú hadicu vody do suda alebo skladovacej nádoby. Pri použití ventilu na automatické vypnutie je nainštalovaný plavák. Za zmienku stojí, že automatický uzatvárací ventil zvyčajne nie je súčasťou štandardnej dodávky filtrov na reverznú osmózu, ale je možné ich dokúpiť ako príslušenstvo.
Schéma zapojenia filtra reverznej osmózy. Na obrázku je znázornený princíp činnosti automatického uzatváracieho ventilu. Voda je privádzaná do systému reverznej osmózy (4) červenou hadicou, voda s vysokým obsahom soli odteká čiernou hadicou, voda vyčistená reverznou osmózou vstupuje do zásobníka modrou. Plavák (3) blokuje prietok vody do nádrže, v automatickom uzatváracom ventile (4) sa vytvára hydrostatický tlak, ktorý blokuje prietok vody z predfiltrov. Ventil (2) umožňuje prúdenie vody jedným smerom.
Po pripojení všetkých hadíc zapnite prívod studenej vody. Systém je teraz funkčný. Účinnosť závisí od teploty a prietokového tlaku.Systémy s reverznou osmózou by mali používať iba studenú vodu.
Filtre s reverznou osmózou sa vyznačujú výkonom galónov za deň (24 hodín). Počas prevádzky voda aktívne nevyteká, ale tvorí pomalý a stabilný tok kvapiek. V mestských oblastiach zvyčajne nie je problém s tlakom, ale v niektorých prípadoch je potrebné jednoduché zariadenie na jeho zvýšenie.
Čo je membrána
Existujú tri typy membrán reverznej osmózy: rolovacie, duté vlákna a ploché.
Membrána "roll" pozostáva z tela a vlastného filtračného prvku.
Vo vnútri rolky je perforovaná trubica, ktorá slúži na vytvorenie pevnosti prvku, na zachytávanie vyčistenej vody a ako základ pre navíjanie membrány počas výrobného procesu. Okolo nej je navinutá hrubá vrstva polopriepustnej polyamidovej membrány.
Počas procesu filtrácie voda vstupuje do hrúbky pásu a zhromažďuje sa v trubici.
Vďaka tomuto dizajnu majú tieto membrány najvyšší výkon, minimálnu spotrebu materiálu a zaberajú najmenej miesta. Preto sú valcované membrány najbežnejšie na svete a zaberajú 95% priemyselného trhu.
5 % zaberajú zariadenia s plochými membránovými prvkami a zariadenia na úpravu vody na báze dutých vlákien.
Porovnanie filtračných technológií
Ak porovnáme reverznú osmózu s inými membránovými procesmi, môžeme povedať, že ide o najefektívnejšiu technológiu čistenia vody.
prečo?
Na obrázku nižšie je porovnanie reverznej osmózy s inými metódami filtrácie.
Najprv sa pozrime na iné spôsoby separácie médií alebo filtrovania.
Klasická filtrácia – zahŕňa odstránenie veľkých častíc znečistenia (podmienečne tých, ktoré môžeme cítiť a vidieť voľným okom) – piesku, hrdze, bahna.
Veľkosť týchto častíc je od 1000 μm (1 mm) do 1 μm.
Procesy oddeľovania takýchto častíc od kvapalnej fázy prebiehajú na nábojových, patrónových, kotúčových, vrecových, umývacích a iných typoch filtrov. Takéto procesy sa bežne používajú počas predúpravy vody.
Výhodou jednoduchej mechanickej filtrácie je, že môže prebiehať pri nízkom tlaku, napríklad filtrácia na vsádzkových filtroch často prebieha bez tlakovania a kartušové filtre v domácnostiach fungujú pri tlaku vytváranom potrubím.
Mikrofiltrácia je proces odstraňovania častíc s veľkosťou od 1 do 0,1 mikrónu z vody. Zahŕňajú baktérie, veľké molekuly farbív, pesticídy, želatínu, latexovú emulziu.
Mikrofiltračné procesy nie sú široko používané v technológii úpravy pitnej vody, ale sú široko používané na čistenie odpadových vôd a procesnej vody pre priemyselné procesy.
Ultrafiltrácia umožňuje odstrániť malé častice s veľkosťou od 0,005 do 0,1 mikrónu (vírusy, častice niektorých bielkovín, častice liekov atď.). Procesy sú široko používané na úpravu pitnej vody v európskych krajinách. Ultrafiltráciu možno považovať za najlepšiu metódu na prípravu relatívne čistej pitnej vody. Tieto procesy sú tiež široko používané vo farmaceutickom a potravinárskom priemysle.
Využitie ultrafiltrácie v bežnom živote je obmedzené tým, že tento proces neodstraňuje iónové nečistoty (soli tvrdosti, ťažké kovy, dusičnany) a tie predstavujú značné nebezpečenstvo pre človeka, ako aj vysoký aplikovaný tlak.
Reverzná osmóza je schopná odstraňovať častice menšie ako 0,001 mikrónu, čo zaisťuje odstránenie aj iónových nečistôt (ióny tvrdosti, ťažké kovy, dusičnany, sírany atď.).
Technológie reverznej osmózy sa často využívajú pri príprave pitnej vody, pri príprave destilátu pre parné kotly, v potravinárskom priemysle.
Teraz sa pozrime na typy zariadení na reverznú osmózu a ich aplikácie od domácich spotrebičov až po veľké priemyselné procesy.
Sprievodca výberom
Pri výbere filtračného komplexu pre váš domov musíte vziať do úvahy nasledujúce body:
Kompletná sada systémov na čistenie vody s reverznou osmózou je vyrábaná podľa určitého štandardu, čo umožňuje ľahko nájsť náhradu za opotrebovanú jednotku. Nie všetci výrobcovia zariadení však dodržiavajú túto zásadu. Tento bod je potrebné mať na pamäti a uprednostňovať komplexy so štandardnými parametrami. Medzi nimi je veľa zariadení domácej výroby pomerne dobrej kvality. Náklady na ruské systémy sú spravidla nižšie ako zahraničné náprotivky.
Najvýnosnejšie je zakúpiť filter priamo od výrobcu, overeného predajcu alebo v podnikovej predajni. Indikátorom dobrej kvality systému reverznej osmózy je dostupnosť technickej dokumentácie, oficiálna záruka a jasné pokyny na inštaláciu a použitie. Pri kúpe musíte určite vyžadovať certifikát kvality. Je tiež lepšie vedieť, ako vymeniť vodný filter sami, aby ste túto službu nepreplatili.
Pri výbere objemu akumulačnej nádrže je potrebné vypočítať priemernú mesačnú mieru spotreby vody v byte. Aby ste ušetrili zdroje osmózového filtra, nie je potrebné prepúšťať cez neho všetku kuchynskú vodu. Časť určenú na umývanie riadu, rúk a domácich spotrebičov je možné odoberať priamo z vodovodu. Podľa noriem jedna osoba spotrebuje asi 3 litre vody denne. Vynásobením tohto čísla počtom členov rodiny dostanú dennú sadzbu za celý byt.
Veľký význam majú rozmery vnútorného priestoru drezu. Pre veľkú rodinu s priestrannou kuchyňou a celkovým nábytkom má zmysel objednať nádrž významných rozmerov. Najobľúbenejšie sú nádoby s objemom 8-10 litrov. Tieto modely sú dostatočne kompaktné, aby sa zmestili do štandardného drezu.
Veľký význam má úroveň pracovného tlaku vo vnútri prívodu vody. Technológia reverznej osmózy je navrhnutá pre indikátor 2,8 bar. Ak merania ukázali, že tlak vody je nižší, mali by ste si kúpiť špeciálny komplex s vnútorným čerpadlom. Zabezpečí potrebný tlak na to, aby kvapalina prešla cez membránový filter. Vodovodné potrubia s príliš vysokým prevádzkovým tlakom sú vybavené redukčným ventilom. Ak sa tak nestane, membrána rýchlo zlyhá.
Vzhľadom na špeciálnu úlohu, ktorú membrána zohráva v systéme reverznej osmózy, je potrebné ju pred nákupom dôkladne skontrolovať.
Je dôležité, aby sa na výrobu tohto prvku používali vysokokvalitné materiály. Predajňa musí vyžadovať samostatný certifikát kvality pre membránu
Čo sa týka jeho výkonu, pre priemernú rodinu stačí filtračný výkon 7 l/h. Ak v dome žije viac ako 4 členovia rodiny, je potrebné zakúpiť účinnejšiu membránu alebo získať veľkú kapacitu.
Treba brať do úvahy, že so zvyšujúcim sa výkonom membrány sa zvyšujú aj jej náklady. Nosiť si domov príliš výkonné spotrebiče preto nie je praktické. Napríklad systém s kapacitou 15 l / h je schopný uspokojiť potreby čistej vody malej jedálne alebo kaviarne.
Dôležitým bodom pri nákupe je kontrola konfigurácie systému. Kompletná sada obsahuje štandardne päť základných čistiacich stupňov: tri predfiltre, membránu a prídavný modul. Výrobný materiál a funkcia posledného stupňa v rôznych modeloch sa môžu líšiť.Okrem už spomínaného mineralizátora a biokeramickej kartuše sú veľmi obľúbené bloky plnené kokosovou škrupinou, aktívnym uhlím a iónmi striebra. Materiály tohto typu majú antiseptický účinok a zvyšujú chuť vody.
