Среди известных способов производства и подготовки пресной, лишенной солевых примесей и минералов воды, самым надежным и показывающим хорошую эффективность, считается способ, при котором применяется обратный осмос и специальные осмотические очистители.
Метод очистки, с применением таких фильтров, базируется на разделении водного объема на неравные доли, используя мембрану для осмоса. При таком подходе, основная часть воды будет очищена от растворенных примесей, при том, что другая малая часть воды, получит всё количество растворенных в начальном объеме воды примесей.
Фильтры, работающие на принципе осмоса, дают возможность удалять из жидкости большинство солевых примесей и посторонних агентов, оставляя при этом в воде лишь присутствие небольшого количества низкомолекулярных органических веществ.
Основным принципом работы любых фильтров, работающих на осмосе, является фильтрация воды сквозь мембрану, которая становится основным элементом очистителя, и благодаря которой, происходит качественная фильтрация жидкости. Известные компании производят также системы фильтров и осмотические фильтры для воды, содержащих ионообменные смолы, такие как аниониты или катиониты.
Осмотический фильтр для воды и мембраны для осмоса
Данные мембраны разделяют обычно на несколько типов, и они могут использоваться при различных конструкциях мембранных фильтров.
В таких мембранах используют либо нанофильтрационные, либо особенные осмотические перегородки (мембраны), либо же могут применяться ультрафильтрационные и микрофильтрационные перегородки. В основном используются именно осмотические мембраны, которые характеризуются высокой степенью очистки от железистых примесей. Ультрафильтрационные и микрофильтрационные перегородки, чаще применяются при необходимости тонкого качественного осветления воды.
Что собой представляют мембраны, в основе фильтрации которых лежит осмос? Эти мембраны состоят из полностью асимметричных либо же композитных материалов, которые дают возможность удалять из воды все соли или другие посторонние агенты. Асимметрические мембраны – состоят из двух различных по характеру и особенностям строения слоев. Именно благодаря такой двухслойной структуре мембран, становится возможным совмещение в фильтрах нескольких различных функций, таких как тонкое осветление, и одновременное обессоливание жидкости.
При изготовлении первого слоя перегородки, обычно используют избирательные материалы, пропускающие молекулы жидкости, и при этом не допускающие прохождения молекул растворенных в воде солей. Такая избирательность реализуется за счет специального компонента – пористого материала, который может пропускать исключительно молекулы воды и мелких молекулярных соединений, размером менее 0,00001 мкм.
Вторым слоем таких мембран является подложка, в которой применяются грубые материалы, такие же, как и те, что используются в фильтрах для осветления H2O. Использование такой конструкции позволяет сделать первый слой более прочным, и защитить его от повреждений.
Фильтрация в таких системах, чаще всего происходит так же, как и обычная очистка в фильтрах, при которой частицы задерживаются за счет более мелкого размера пор, чем размеры самих частиц. Но, в таких очистительных системах, также возможна и диффузия, за счет которой жидкость-растворитель, а в данном случае вода, вступает в слабое химическое взаимодействие с мембраной, за счет оказываемого на растворитель давления, либо подаваемой разницы потенциалов. Сама очистка жидкости в таких устройствах основана на различных скоростях процесса диффузии веществ на поверхности мембраны.
Осмотический фильтр для воды и его принцип действия
Прямой осмос характеризуется тем, что вода, помещенная в два сосуда, соединенных мембраной, при разных концентрациях растворенных химических соединений, начинает переходить в ту сторону, в которой концентрация примесей является большей. При этом создается давление, которое называется осмотическим. Этот процесс продолжается до тех пор, пока не наступит равновесие, и концентрации в обоих сосудах не уравняются.
При обратном осмосе, для перехода жидкости вопреки градиенту концентрации, применяется искусственное создание давления, величина которого равна осмотическому, при обычном осмосе. Таким способом и происходит очистка воды от растворенных в ней солей и вредных примесей, которую выполняет осмотический фильтр для воды.
На сегодняшний день, фильтры, работающие на принципе обратного осмоса, используют при очистке воды от ионов солей, некоторой части не ионных частиц и малой части растворенных в воде газов. В работе фильтров может допускаться некоторое наличие одновалентных ионов (не больше 5%), и 2-х, 3-х валентных ионов (не более 1%) солевых примесей.
Кроме того, фильтры позволяют удалить из жидкости микроорганизмы и нерастворимые примеси, присутствующие в воде в виде взвесей. Именно поэтому фильтры, для воды, работающие на принципе обратного осмоса, являются самыми надежными среди существующих способов деминерализации и тонкой очистки воды, для использования, как в технологическом производстве, так и в бытовых нуждах.
Такие фильтры часто разделяют на несколько категорий, ранжированных по степеням очищения воды. На уровень очистки сильно влияют как свойства самой мембраны, так и создаваемое в фильтре осмотическое давление. Осмотическое давление, к тому же определяет и стоимость в эксплуатации самих фильтров, а также их производительность.
Отдельной категорией таких фильтров, можно считать фильтры с нано фильтрационными мембранами. Они отличаются областью применения – так осмотические мембраны используются в промышленности для производства воды технической, к которой предъявляются особые требования по чистоте, и деминерализации, а фильтры с нано фильтрующими перегородками, используют в бытовых водоочистительных системах, для получения питьевой жидкости, в которой согласно нормам, должно содержаться определенное количество минеральных солей.
Мембраны таких фильтров отличаются высокой пропускной способностью для солевых примесей, и пропускают 10-20% одно- и двухвалентных солевых соединений. Такая степень очистки вполне пригодна для бытовых нужд, но не приемлема в производстве. Нано фильтрационные системы хорошо проявляют себя в качестве очистителя для тонкого осветления воды и очистки от взвешенных примесей с размером частицы до 0,001 микрометра. Вода, проходя сквозь такие фильтры, обесцвечивается и избавляется от большей части пестицидов.
Фильтры, использующие нано фильтрацию для осмоса выгодны более низким уровнем потребления энергии, что делает их удобными для использования в домашних условиях. Фильтры для осмоса состоят из элементов, которые дают возможность обеспечить хорошую работу местного очистного агрегата, выполняющего различные задачи очистки H2O.
Основными блоками такого фильтра являются:
Насос, выдающий высокое давление — данный насос нагнетает нужное количество давления, позволяющего проводить эффективную очистку жидкости на фильтре.
Основной (рабочий) модуль — рабочим модулем фильтра является мембрана, которая и проводит собственно саму очистку H2O. Основной модуль может содержать как одну, так и больше мембран. Профилактический Вентиль (или вентиль на линии сброса) — данный компонент установки позволяет очищать мембрану от скопившихся на её поверхности загрязнений, при наличии которых ультра фильтрационная или другая мембрана становится менее эффективной.
