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.
Показатели качества |
Тип фильтрации | |
Обратный осмос | Ультрафильтрация | |
Размер частиц, мкм | 0,01-0,001 | 0,1-0,01 |
Ресурс мембраны, л | 6000-11000 | 6000-11000 |
Давление, атм | 5-10 | 3-5 |
Необходимость минерализации | Желательно | Не требуется |
Расход воды | Выше, за счет сброса концентрата |
Ниже за счёт отсутствия концентрата |
Периодичность замены фильтров | Не реже одного раза в год | Не реже одного раза в год |
Безопасность | Высокая | В пределах санитарных норм |
Влияние на жёсткость воды | Снижает | Не оказывает |
Наличие накопительного бака | Желательно | Не требуется |
Наличие накипи после кипячения | Отсутствует |
Присутствует в небольшом количестве |
Область применения | Неограниченная | Ограничение для морской воды |
Наличие вредных веществ |
Возможно попадание в воду вредных веществ и болезнетворных бактерий в случае протечек | Возможно попадание болезнетворных бактерий и вредных веществ,требуется дополнительное обеззараживание |
Цена, окупаемость, себестоимость | Себестоимость воды (RO) вдвое дороже, чем (UF) | Себестоимость воды (UF) вдвое дешевле, чем (RO) |
О стадиях производства питьевой воды читайте по ссылке: https://vatten.ru/WaterProduction/.