Очистка воды методом обратного осмоса

Установка обратного  осмоса,  6 м3/час	Установка обратного  осмоса,  450 л/час	Установка обратного  осмоса,  48 м3/час

При подготовке питьевой, котловой, технологической и другой воды обратный осмос используют в качестве стадии обессоливания. Этот метод обеспечивает высокоэффективное удаление из воды основной массы растворенных солей, органики, микроорганизмов, коллоидных примесей и т.п. Основой для изготовления любой установки обратного осмоса являются мембранные элементы самого разного исполнения и конструкции. Наиболее распространенными являются рулонные мембранные элементы, при  производстве которых применяются  самые современные технологии, обеспечивающие стабильно высокое качество и  характеристики. Широкий модельный  ряд и стандартизированные характеристики (размеры, рабочие площади, селективность  и т.п.) позволяют быстро и качественно  производить сборку установок обратного  осмоса различной производительности и назначения. Компания "Гелиос Стар" на своих производственных мощностях  осуществляет сборку подобных установок  различной производительности. Использование  самого современного оборудования и  комплектующих, высокий уровень  инженерного персонала, хорошо налаженное производство установок с использованием технологии обратный осмос обеспечили достойную репутацию компании среди  ее клиентов. На сегодняшний день можно  смело утверждать, что обратный осмос является визитной картой компании "Гелиос Стар".

 

 

 

Изометрия установки обратного  осмоса	3D модель установки обратного  осмоса

Хотя обратный осмос является достаточно сложной технологией, установки производства компании "Гелиос Стар" отличаются простотой и надежностью в эксплуатации. По сравнению с конкурирующими методами, обратный осмос обеспечивает более высокий экономический и экологический эффект. В совокупности все эти факторы выводят мембранные методы очистки воды в лидирующие по сравнению с традиционными технологиями.

Основные требования к качеству исходной воды для работы промышленных систем обратного осмоса 
 
Диапазоны и максимально допустимые концентрации показателей входной воды для стандартных систем обратного осмоса, предназначенных для обработки воды питьевого качества (водопроводная вода)*: 
 
•   pH - 4-11; 
•   мутность - 0,1 мг/л (0,2 NTU);  
•   индекс плотности осадка ** (SDI) - 3,0;  
•   общая жесткость *** - 0,2 мг-экв/л;  
•   железо общее (Fe) - 0,1 мг/л;  
•   марганец (Mn) - 0,05 мг/л;  
•   окисляемость - 5 мгO2/л;  
•   свободный хлор - 0,1 мг/л;  
•   перманганат калия (KMnO4) - 10 мг/л;  
•   кремний (SiO2) - 22 мг/л;  
•   максимальное солесодержание (TDS) - 1000 мг/л;  
•   температура - 1-35°C. 
 
* Качество воды после обработки системой обратного осмоса для обессоливания зависит от параметров 
   обрабатываемой воды. 
** В этом случае количество химических промывок обратного осмоса минимальное. Производитель мембран вводит 
    ограничения на этот показатель до 5. 
*** При применении антискалантов значение общей жесткости воды может достигать значений 15-20 мг-экв/л. 
 
Основные условия применения промышленных систем обратного осмоса 
 
•   рабочее давление - от 3,0 до 6,0 атм.; 
•   электрические параметры - 380 В, 50 Гц, 1-45 кВт; 
•   температура воздуха в помещении 5-35°C; 
•   влажность - не более 70%; 
•   наличие дренажной системы и накопительной емкости.

5. Предварительные  фильтры механических примесей

Сетчатые  фильтры YAMIT	Дисковые  фильтры	Фильтры засыпного типа

 
 

Удаление крупных взвешенных частиц производится при так называемом предварительном фильтровании (макрофильтрование или "грубая" очистка). Для этого на магистральную трубу, подающую воду к потребителю, устанавливают фильтры предварительной грубой очистки. Процесс фильтрования может осуществляться либо на поверхности, либо в глубине фильтрующего материала. Исходя из этого, данные фильтры имеют различное конструктивное исполнение. Например, в сетчатых фильтрах в качестве фильтрующего элемента используются металлические сетки с различными размерами ячеек, фильтрование осуществляется на поверхности сетки, а в дисковых или картриджных фильтрах используется принцип глубинного (объемного) фильтрования. В большинстве случаев дисковые фильтры имеют неоспоримое преимущество перед сетчатыми вследствие их более высокой "грязеёмкости" (при этом, размер удаляемых частиц не менее 25 мкм). Основным достоинством дисковых фильтров является сочетание поверхностной и объемной фильтрации, а так же возможность 100% отмывки пакета дисков.

Для грубого предварительного фильтрования применяются так же фильтры засыпного типа. Принцип  работы засыпных механических фильтров основан на фильтрации вышеуказанных  загрязнений через слои зернистых  и пористых фильтрующих материалов различной структуры, плотности. Возможно применение как однослойных, так  и многослойных схем фильтрования. Такие фильтры применяют для  эффективного удаления загрязнений  с рейтингом частиц более 5 мкм. Настройка  засыпных фильтров сводится к установке  гидравлических режимов, периодичности  и длительности взрыхляющей промывки. Регенерация, как правило, не требует  применения химреагентов и весьма кратковремена. Частота и время регенерационной промывки фильтра рассчитывается специалистами на основе параметров исходной воды и характеристик применяемой фильтрующей загрузки.

 

6. Свойства очищенной  воды

Вода, полученная из установки  очистки методом обратного осмоса, практически полностью лишена минеральных  солей. 
 
Если с пищей не поступает их достаточное количество, то воду для питья и приготовления пищи можно дополнительно целенаправленно минерализовать добавляя соли NaF, KI, CaCl и MgCl, а также, если нужно, другие микроэлементы, причём состав и степень минерализации можно подбирать индивидуально по региону проживания, личным анализам и т. д. Корректирующие порошки солей можно заказать в аптеке. Можно также просто пользоваться качественными витаминно-минеральными комплексами

 

7. Применение

В системах обратного осмоса бытового назначения давление входной  воды на мембрану соответствует давлению воды в трубопроводе. В случае, если давление возрастает, поток воды через мембрану также возрастает.

На практике, мембрана не полностью задерживает растворенные в воде вещества. Они проникают  через мембрану, но в ничтожно малых  количествах. Поэтому очищенная  вода все-таки содержит незначительное количество растворенных веществ. Важно, что повышение давления на входе  не приводит к росту содержания солей в воде после мембраны. Наоборот, большее давление воды не только увеличивает производительность мембраны, но и улучшает качество очистки. Другими словами, чем выше давление воды на мембране, тем больше чистой воды лучшего качества можно получить.

В процессе очищения воды концентрация солей со стороны входа возрастает, из-за чего мембрана может засориться и перестать работать. Для предотвращения этого вдоль мембраны создается принудительный поток воды, смывающий "рассол" в дренаж.

Эффективность процесса обратного  осмоса в отношении различных  примесей и растворенных веществ  зависит от ряда факторов. Давление, температура, уровень рН, материал, из которого изготовлена мембрана, и химический состав входной воды, влияют на эффективность работы систем обратного осмоса.

Неорганические вещества очень хорошо отделяются обратноосмотической  мембраной. В зависимости от типа применяемой мембраны (ацетатцеллюлозная или тонкопленочная композитная) степень очистки составляет по большинству неорганических элементов 85%-98%. 
Мембрана обратного осмоса также удаляет из воды и органические вещества . Органические вещества с молекулярным весом более 100-200 удаляются полностью; а с меньшим - могут проникать через мембрану в незначительных количествах. Большой размер вирусов и бактерий практически исключает вероятность их проникновения через мембрану.

В то же время, мембрана пропускает растворенные в воде кислород и другие газы, определяющие ее вкус. В результате, на выходе системы обратного осмоса вода получается свежая и вкусная.

Системы обратного осмоса (фильтры обратноосмотической очитски воды) – самые эфектиыне фильтры для бытового использования. Удаляются такие вредные вещества как магний, ртуть, нитраты, нитриты, стронций, мышьяк, цианиты, асбест, фтор, свинец, сульфаты, железо, хлор,…. и т.д…., все бактерии и вирусы.

Сравнительная таблица системы  обратного осмоса по сравнению с  другими методами очистки воды - здесь

Пермеат - поток обессоленной воды, выходящий из установки системы обратного осмоса или ультрафильтрации

Ионы	Содержание ионов в  воде, очищенной методом обратного  осмоса (Пермеат) и потоке воды ,выходящей в дренаж ( Концентрат),( мг/л )
	Исходная   вода	Экспериментальные данные
		Выход пермеата ( 50 % от входа всей воды)
		Пермеат	Концентрат
Са2+	60	8	110
Mg2+	12	3,2	20,8
Na+	23	11,5	25,3
Cl–	17	8,75	25
SO4 2–	48	12,0	91,84
HCO3 –	244	79,3	378,2
NH4 –	9	4,2	13,8
Fe2+	0,3	0,19	0,49
F–	0,4	0,05	0,75

Таблица работы системы обратного  осмоса:

Элементы	Степень очистки, %	Элементы	Степень очистки. %
Барий	96-98	Железо	95-98
Бром	95-96	Марганец	96-98
Бикарбонат	93-96	Никель	98-99
Кадмий	96-98	Нитраты	90-96
Кальций	96-98	Нитраты	90-96
Хлор	87-95	Мышьяк	96-98
Медь	98-99	Свинец	94-97
Цианид	86-95	Силикаты	95-97
Жесткость	95-98	Стронций	96-98
Цинк	98-99	Сульфаты	98-99
Фтор	92-95	Органические примеси	97-99
Бактерии	98-99	Вирусы	96-99

 

Концентрат - поток воды, выходящий из установки системы обратного  осмоса или ультрафильтрации в дренаж.

Вода, очищенная бытовыми системами обратного осмоса абсолютно  не отличается от воды, продаваемой  под известными брендами, так как  производители используют тот же метод только в промышленных масштабах.

 

Бытовые системы обратного  осмоса, как правило, являются накопительными. В таких фильтрах производительность мембраны небольшая (в среднем 150-300 литров в сутки (~ 0,1-0,15 литра в минуту)), в этом случае необходим накопительный бак, для того ,чтобы накопить запас чистой воды . Вода медленно продавливается через мембрану и накапливается в баке (скорость наполнения бака при давлении 4 атм. примерно 1 час). Когда бак заполнен - работа фильтра останавливается. При расходе воды, бак снова пополняется, при этом в баке всегда есть запас чистой воды.

Требование к давлению на входе в фильтр - не менее чем 2,8 атм. (как правило, в домах с  централизованным водоснабжением более  низкое давление встречается редко). Если давление ниже -необходимо дополнительно установить помпу повышения давления перед системой обратного осмоса. В продаже имеются системы, уже укомплектованные такими насосами.

 

 

Промышленные  системы обратного осмоса В современных промышленных системах обратного осмоса (системах высокой производительности) наиболее широкое распространение получила компоновка мембран в рулонные мембранные элементы. Рулонный мембранный элемент  состоит из центральной трубки, имеющей  прорези для прохода пермеата, и герметично присоединенного к ней пакета из нескольких мембран, расположенного между ними дренажного листа и сетки — сепаратора, образующей межмембранные каналы и необходимая для турбулизации потока. Ассортимент обратноосмотических  мембранных элементов в системах: XLE-2540, XLE-4040, XLE-440  Обозначение элемента Размеры Площадь поверхности мембраны, м2 Производительность, л/ч Селективность, % XLE — 2540 2.5'' х 40'' 2.6 133 99.5 XLE — 4040 4.0'' х 40'' 7.2 396 99.0 XLE — 440 8.0'' х 40'' 41.0 2000 99.2 Размеры Геометрические размеры,   мм (А) Геометрические размеры,   мм (В) Геометрические размеры,   мм (С) 2.5" x 40" 1016 19,1 61 4.0" x 40" 1016 19,1 99 8.0" x 40" 1016 28,6 201 Мембранный элемент типа ХLE-2540 Мембранный элемент типа XLE-4040. Мембранный элемент типа XLE-440.

 

 

 

 

 

Литература

1.       Кочаров Р.Г. Теоритические основы обратного осмоса. Учебное пособие – М: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2007, - 143с. www.membrane.msk.ru

2.       Дытнерский Ю.И. Обратный осмос и ультрафильтрация. Год издания 1978, УДК 66.

3.       Oрлов Н.С. Ультра – и микрофильтрация. Теоритические основы. МХТИ им. Д.И. Менделеева, М., 1990.174с.