Обратный осмос — что это и в чём отличие от ультрафильтрации?

Прямой или естественный осмос - это процесс самопроизвольного перехода растворителя (обычно речь идет о воде) через полупроницаемую мембрану в сторону раствора, а в случае проникновения концентрата через оболочку в воду под давлением 5-10 атм — получим обратный осмос. Метод обратного осмоса с 1970 года с помощью специальных мембран (пропускающих растворитель, но не пропускающих ненужные вещества) активно используется в технологии производства питьевой воды, особенно при её опреснении, в медицинских целях, а также при производстве концентрированных соков без пастеризации. Вода в концентрат — прямой осмос, а концентрат в воду — обратный осмос. См. Рис.1.

А что же такое ультрафильтрация? Это тоже метод фильтрации воды с помощью мембраны со сверхтонкими отверстиями 0,1-0,01 мкм, где вода подаётся под давлением 3-10 атм. Схема ультрафильтрации приведена на Рис. 2.

В чём отличие между обратным осмосом (RO) и ультрафильтрацией (UF)?

Разница между RO и UF в первую очередь в степени очистки воды. Гиперфильтрация, как ещё называют метод обратного осмоса, позволяет очистить воду на 99% по паспорту (по факту 60-70%). Но такие системы требуют дополнительных затрат (дренажный слив и соответственно дополнительный расход воды, накопительный бак, насос - если давление в магистрали меньше 3 атм, ультрафиолетовая лампа). Ультрафильтрация менее прихотлива. Степень очистки выше, чем у обычных комплексных систем и уступает только обратному осмосу. При этом достаточно высокая производительность, не нужно дополнительное оборудование, за исключением картриджа, смягчающего жёсткость воды.

Во вторую очередь, принципиальная разница RO и UF в мембранах.

Мембрана обратного осмоса представляет собой две мембраны, навивающиеся по спирали на центральную трубу. С мембраны получается два потока, поток чистой воды, прошедшей через мембрану, и поток грязной воды с загрязнениями, не прошедшими через мембрану. Фильтрующий материал изготавливается из тонкоплёночного полиамидного композита, имеющего поры диаметром <0,001 мкм. См. Рис.3.

Мембрана для ультрафильтрации состоит из тонких (десятки тысяч) многоканальных волокон размером до 0,01 мкм из модифицированного полиэстерсульфона. При прохождении через модуль чистая вода проходит наружу, а загрязнения задерживаются волокнами и остаются внутри. См. Рис 4.

Обратный осмос (RO) и ультрафильтрация (UF) широко применяются в подготовке воды для употребления. Фильтры (RO) и (UF) устанавливают в промышленных и жилых системах водоснабжения, входят в комплект фильтров для пурифайеров и устанавливаются автономно под мойку и для водораздатчиков (POU). Области применения их могут различаться: фильтры (RO) лучше подходят для опреснения солёной и фильтрации неочищенной воды, тогда как ультрафильтрация (UF) улучшит свойства подготовленной и безопасной воды. Приведенная ниже сравнительная Таблица демонстрирует преимущества и недостатки двух популярных методов очистки воды.

О стадиях производства питьевой воды читайте по ссылке: https://vatten.ru/WaterProduction/.