Отже, ми підійшли до, напевно, найвідомішого і найсуперечливому способу очищення води за допомогою мембранних технологій.
Вона ж зворотний осмос.
Вона ж - корінь усіх зол і камінь спотикання.
І одночасно - надія на порятунок мільйонів, а то й мільярдів людей.
Що ж таке зворотний осмос і чим він відрізняється від інших систем очищення води?
Гіперфільтрація перекладається як над-фільтрація. І дійсно, понад. Якщо найближча до цієї технології нанофільтрація відбувається на мембрані з розмірами пір близько 10 нанометрів (в 100000 разів менше міліметра), то мембрана гіперфільтрації НЕ має фіксованих пір постійного розміру. Фільтрація відбувається через миготливі пори - непостійні і весь час змінюють місце розташування щілини між молекулами матеріалу самої мембрани.
Відповідно, вода через такий бар'єр сама по собі не пройде. І в ультра, і в нанофільтрації для процесу очищення води використовувалося тиск. Але воно в 10-20 разів менше того, яке використовується в більшості обратноосмотічеськіх систем. Так, для прикладу, хороша продуктивність досягається при тисках 15-30 бар. Для порівняння. 1 бар відповідає тиску приблизно 10 метрам водяного стовпа. Відповідно, тиск в 15 бар - тисне як стовп води висотою в 150 метрів. ОГО?
Чому так збільшився тиск?
Відсутність постійних пір тут майже непрічём. Основну роль відіграє протидія солей. розчинених у воді. Знову ж таки, чому солі проти?
Уявіть собі мембрану - напівпроникний бар'єр. Забруднена вода підходить з одного боку, скажімо, зовнішньої. Чиста вода вода витікає з іншого боку мембрани, внутрішньої.
На зовнішній стороні мембрани збільшується кількість солей на одиницю об'єму води. Адже вода йде, а солі залишаються.
Чи помічали ви, що солона вода кипить при більшій температурі. чому не солона? І що солона вода замерзає при більш низькій температурі, ніж прісна?
Якщо не помічали, то можете поспостерігати.
Чому збільшується температура кипіння солоної води? Тому що солі утворюють з молекулами води досить сильні зв'язки. І для того, щоб вода кипіла (тобто, молекули води відривалися і відлітали), потрібно затратити більше енергії на розрив зв'язків солі і води. Тобто, нагріти воду до більшої температури.
З гиперфильтрацией та ж штука. Солі утворили зв'язку з водою і не хочуть випускати її на внутрішню сторону мембрани. Тому прикладається сила для того, щоб все-таки воду на іншу сторону проштовхнути.
Чому зворотний осмос? Тому що це осмос навпаки.
Отже, повертаємося до теми зворотного осмосу.
І розглянемо таке явище серед фільтрів цього типу, як крапельниці. Або, іншими словами, битовиемногоступенчатие системи зворотного осмосу. Цих систем існує величезна безліч. Приблизно 90% всіх систем гіперфільтрації подібного типу зроблено на Сході.
Працюють ці "осмос а" (з наголосом на останньому складі, жаргонний вислів) на тиск води у водопроводі. Зазвичай, якщо тиску води у водопроводі не вистачає з яких-небудь причин (зазвичай для оптимальної фільтрації необхідно тиск води близько 3 бар - або 30 літровв хвилину зі звичайного кухонного крана, що вимірюється за допомогою відра), то крапельниці забезпечуються додатковими насосами для підвищення тиску .
Як виглядає звичайнісінька (усереднена) побутова багатоступенева система гіперфільтрації? Ось так схематично (трохи заплутано, але зате все враховано):
Що є що на малюнку?
1 - перший ступінь очищення води. Найчастіше це механічний картридж. який не пропускає частинки, великі, ніж 20-25 мікрон. Призначення. видалити з води домішки, які можуть пошкодити мембрану зворотного осмосу.
2 - другий ступінь очищення води. Зазвичай представлена картриджем механічного очищення води і діаметром затриманих частинок більше 5 мікрон. Призначення. видалити з води дрібні домішки, які небезпечні для мембрани гіперфільтрації.
3-третя ступінь очищення води. Представлена вугільним фільтром Призначення. видалити з води хлор, який руйнує мембрану і ряд органічних речовин, які залепліваются мембрану і знижують її продуктивність. Залежно від моделі апарату вугільних ступенів очищення води може бути дві. Що на звичайній міській воді надлишково (при регулярній своєчасної заміни фільтра).
4 - четверта ступінь очищення води. Власне, мембрана зворотного осмосу (гіперфільтрації). Призначення - видалення з води всіх інших забруднень. Видаляються неорганічні домішки (наприклад, солі важких металів і нітрати), органічні домішки (хлорограніческіе з'єднання, пестициди і т.д.), мікробіологічні забруднення (бактерії і віруси).
5 - бак-накопичувач для чистої води. Працює він дуже просто - чиста вода після мембрани під незначним тиском і з дуже малою швидкістю (приблизно стакан в годину, 50 мілілітрів на хвилину, що залежить від моделі) капає в бак. У баку вмонтована спеціальна гумова "груша", куди, власне, і набирається вода. По інший бік "груші" знаходиться повітря під невеликим тиском. Коли тиск води всередині груші стане рівним тиску повітря зовні, то очищення води припиниться (оскільки чистій воді тепер нема куди витікати). А коли відкривається кран чистої води, вода надходить з цього бака з досить пристойною швидкістю. Зазвичай запас чистої води в баку становить близько 4 5 літрів.
6 - п'ятий ступінь очищення води. Вугільний фільтр поста. Вугілля насичений сріблом. Часто ця щабель доповнюється або замінюється ультрафіолетовою лампою.
Яку функцію виконує срібло в поста. Срібло призначене для знезараження води. Для чого встановлюється ультрафіолетова лампа. Для додаткової дезінфекції води.
Що потрібно дезінфікувати, від чого знезаражувати очищену воду після системи побутового зворотного осмосу. Адже бактерії і віруси за своїми розмірами не можуть потрапити на сторону чистої води! Їх розміри в сотні разів більше солей. А мембрана з легкістю видаляє солі. Значить, і мікробіологічного забруднення бути не повинно.
Це питання безпосередньо пов'язаний з міфом про те, що в процесі гіперфільтрації сайту не видаляються бактерії і віруси. Вони видаляються і дуже навіть чудово.