Когда применяется очистка обратным осмосом
Введение
В природе существует прямой и обратный осмос. Прямой – это диффузия раствора через мембрану в сторону уменьшения концентрации. Мембрана устраняет простое выравнивание концентрации. Но на практике больший интерес представляет обратный осмос. В статье рассматривается процесс обратного осмоса, применяемый в разных областях, это:
- очистка воды для бытовых целей.
- Получение сверх чистой воды для медицинских целей.
- Опреснительные установки морской воды. Такие аппараты используются на кораблях и подводных лодках в автономном плавании.
- Подготовка воды в теплоэнергетике (подготовка воды).
- Пищевая промышленность – приготовление концентратов и соков и др.
Явление обратного осмоса очень распространено в природе, где действует на уровне клеток, обеспечивая их жизнедеятельность.
Определение
Обратный осмос (ОО) – это процесс, когда растворитель под давлением прсачивается через специальную мембрану из первого раствора во второй, причем второй раствор имеет меньшую концентрацию. Мембрана, входящая в систему обратного осмоса, пропускает только растворитель, задерживая в первом растворе практически все примеси. Пропускаются только некоторые газы – хлор, углекислый газ и др., точнее говоря все, у которых молекулы по размерам меньше молекул воды. Для их удаления применяются дополнительные фильтры (при необходимости).
Устройство
Обратный осмос получил применение, в т.ч. промышленное в 70 годах прошлого века.
Обычно такие системы состоят из модулей (ступеней), расположенных в определенной последовательности. В начале цепочки устанавливаются фильтры для защиты мембран от примесей. Это фильтры грубой и тонкой очистки – обычно 3 фильтра. Задерживаются все механические примеси и на мембраны поступают только растворенные в воде. Это намного увеличивает продолжительность работы последних. Для мембран особенно опасен хлор и железо, разрушающие мембраны. Поэтому перед ними, после механич. фильтра устанавливается 1-2 угольных. В них же задерживаются и некоторые органические соединения. Пост фильтр служит для удаления веществ, пропущенных мембранами, обычно это углекислый газ, хлор, кислород и некоторые др. часто устанавливается минерализатор, для восстановления удаленных осмосом солей. Очищенная вода обрабатывается ультрафиолетом для уничтожения микроорганизмов, особенно это касается промышленных фильтров.
Учитывая сказанное, схема обратного осмоса представляется так:
- фильтры механический и угольный – ОО фильтр – минерализатор – УФ стерилизатор.
Для работы ОО необходимо значительное давление на входе, при повышении давления сама очистка обратным осмосом становится более производительной. Необходимое давление, например:
- при небольшом засолении и бытовых целей – 2-17атм.
- Опреснение и очистка морской воды – до 70атм.
Для этого схема обратного осмоса содержит насос (помпу).
Заключение
Первое, по составу и качеству вода, очищенная обратным осмосом близка (иногда превышает) к дистиллированной.
Преимущества ОО:
- высокое качество очистки.
- Производительность.
Разнообразие областей применения.
При обессоливании воды превосходит ионообменные аппараты, что особенно важно для теплоэнергетики.
Недостатки
Как ни странно, такая высокая очистка не всегда нужна и тогда применяется пост фильтр обратного осмоса с минерализатором необходимого состава.
Мембраны ОО очень чувствительны к определенным примесям – хлор, железо, марганец, фтор, соли жесткости. Поэтому неизбежны дополнительные расходы на предфильтры.
