Часто обратноосмотические системы просто незаменимы: опреснение соленой воды, удаление избыточных нитратов, фторидов и других ионов возможно только с их помощью. Также они позволяют избавиться от природных гуминовых соединений, придающих воде кофейный оттенок, растворенного железа, присутствующего практически во всех подземных водах Санкт-Петербурга, бактерий и вирусов. Чтобы понять, в чем секрет эффективности обратноосмотических систем, необходимо знать принцип их действия.
Основным элементом обратноосмотической системы является полупроницаемая мембрана, а движущей силой процесса - давление. Исходная вода под давлением подается на мембрану и в результате разделяется на два потока: фильтрат (чистую воду) и концентрат (сконцентрированный раствор примесей).
Предочистка. Обратноосмотическая мембрана чувствительна к присутствию в воде взвешенных и малорастворимых соединений, например солей жесткости. Оседая на поверхности мембраны, эти примеси приводят к снижению производительности и сокращению срока эксплуатации системы. Поэтому при высокой жесткости исходной воды (больше 2 мг-экв/л) перед мембраной нужно использовать умягчитель или ингибитор осадкообразования. При повышенной мутности (больше 1 мг-экв/л) взвешенные частицы следует удалить с помощью зернистых фильтров, ультрафильтрационных установок или других подходящих систем. Обратноосмотическая система обязательно включает в себя 10- или 50-микронный механический картридж. После предочистки исходная вода подается на насос.
Насос высокого давления. Для работы обратноосмотической системы необходимо, чтобы рабочее давление насоса превышало так называемое осмотическое давление исходной воды и гидростатическое сопротивление мембраны. Поскольку осмотическое давление определяется общей минерализацией воды, рабочее давление тоже зависит от минерализации. В окрестностях Петербурга минерализация вод обычно не превышает 1000 мг/л, и давления 8-12 атм вполне достаточно. Для очистки более минерализованных вод рабочее давление приходится увеличивать.
Мембранный модуль. При прохождении исходной воды через мембрану примеси удаляются двумя способами - за счет фильтрации и диффузии. Крупные частицы не проходят через узкие поры мембраны (фильтрация), а небольшие ионы, сравнимые по размеру с молекулами воды, задерживаются потому, что движутся через мембрану медленнее, чем вода (диффузия). Скорость прохождения молекул воды через мембрану и, соответственно, производительность процесса увеличиваются при повышении рабочего давления, а скорость прохождения ионов от давления не зависит и определяется свойствами мембраны. Таким образом, повышая давление, можно достичь более высокой производительности системы и лучшего качества очистки. Однако при значительном повышении рабочего давления существенно увеличивается стоимость очистки. Поэтому подбирается оптимальное давление, обеспечивающее высокое качество очистки при невысоких эксплуатационных затратах.
Мембранные установки чрезвычайно удобны в пользовании. Во-первых, благодаря применению рулонных мембранных элементов они компактны. Например, мембрана площадью 6,9 м2 помещается в рулонном элементе длиной всего 1 м, а диаметром - 10 см. Во-вторых, в процессе очистки мембрана не накапливает примеси внутри себя - они смываются в канализацию с потоком концентрата, и попадание загрязнений в чистую воду исключено. А примеси, осевшие на поверхности мембраны, смываются специальными растворами во время периодических промывок. При регулярном проведении промывок мембранный элемент будет служить не менее трех лет.
Работа обратноосмотической системы характеризуется прежде всего такими показателями, как производительность, селективность и эффективность.
Производительность - скорость прохождения воды через мембрану - зависит от качества мембраны (толщины, пористости) и рабочих параметров всей системы (давления, температуры).
В загородных домах чаще всего устанавливают системы производительностью 500-1000 л/ч. На первый взгляд кажется, что столько воды в обычных условиях не потребляется, однако элементарные расчеты показывают обратное. Так, расход одного открытого крана составляет 480 л/ч (8 л/мин), двух - 960 л/ч (16 л/мин). Если же водой пользуются одновременно в нескольких точках (ванная, кухня, стиральная машина), может оказаться недостаточно и такой производительности. Для того чтобы сгладить пиковые расходы воды и обеспечить бесперебойное водоснабжение, обратноосмотические системы обычно оснащаются накопительными баками.
Селективность показывает, насколько снижается содержание примесей в чистой воде по сравнению с исходной. Она определяется свойствами мембраны и зависит от температуры воды. При нагревании воды селективность снижается, так как увеличивается скорость диффузии и ионы быстрее проходят через мембрану. В среднем селективность обратноосмотических мембран составляет 97-99,5%.
Эффективность - это процентное соотношение потока фильтрата и потока исходной воды. В системе оно устанавливается производителем оборудования. Оптимальное значение определяется на основе анализа исходной воды и зависит в первую очередь от общей минерализации. Так, при минерализации воды до 1000 мг/л (типичные воды окрестностей Петербурга) оптимальная эффективность работы обратноосмотической системы - 50-60%. При увеличении минерализации обычно устанавливается более низкое значение эффективности, так как из-за сильного концентрирования примесей возрастает вероятность выпадения осадка на поверхности мембран.
В настоящее время на российском рынке представлены прекрасно зарекомендовавшие себя обратноосмотические системы, которые спроектированы специально для частных домов и коттеджей. Вода после обратного осмоса отличается идеальной чистотой и отвечает всем санитарным требованиям. Использование такой воды не только доставляет эстетическое наслаждение хозяевам, но и обеспечивает сохранность и долговечность бытовых приборов и сантехники.
Однако владельцам загородных домов следует помнить, что установить любую систему водоочистки - еще не значит получить чистую воду в кране. При планировании системы водоснабжения необходимо позаботиться и о том, чтобы трубы были изготовлены из качественных материалов и не стали источником поступления в очищенную воду нежелательных примесей. Наиболее предпочтительны металлопластик, полипропилен, нержавеющая сталь. Если же вы будете использовать материалы, подверженные коррозии, чтобы предотвратить ее, придется продумать дополнительную обработку очищенной воды.
Правильно спроектировать систему водоочистки и обойти все возможные "подводные камни" вам всегда помогут грамотные специалисты.
