Обратный осмос. Что это? Что такое обратный осмос
Обратный осмос - это... Что такое Обратный осмос?
Обратный осмос — процесс, в котором с помощью давления принуждают растворитель (обычно вода) проходить через полупроницаемую мембрану из более концентрированного в менее концентрированный раствор, то есть в обратном для осмоса направлении. При этом мембрана пропускает растворитель, но не пропускает некоторые растворённые в нём вещества. Обратный осмос используют с 1970-х при очистке воды, получении питьевой воды из морской воды, получения особо чистой воды для медицины, промышленности и других нужд. С помощью обратного осмоса можно производить концентраты соков без нагрева.
Опреснение воды
Для получения пресной воды из морской требуется давление, превышающее создаваемое морской водой осмотическое давление[1]. Эта величина достаточно высока — существующие установки развивают давление в 20 раз превышающее давление обычного бытового водопровода[2].
Мембраны, используемые для обратного осмоса, очень чувствительны к загрязнению, для чего механический фильтр для защиты мембраны обязателен. Многие растворённые в воде вещества задерживаются и не проходят через мембрану. Для преодоления осмотического давления на мембране воду подают под давлением около 2…17 атм для фильтрации и опреснения питьевой и солоноватой воды, и 24…70 атм для морской воды[3].
В системах очистки воды обычно используются синтетические полупроницаемые мембраны. Мембрана задерживает высокомолекулярные загрязнители, но пропускает низкомолекулярные вещества, например такие газы, как кислород, хлор, углекислый газ и пр. Некоторые газы могут определять вкус воды. Очищенная вода может иметь слабокислую реакцию (pH<7) из-за наличия растворенного углекислого газа.
Свойство практически полностью очищать воду от всех примесей лишает её важных микроэлементов (если они в ней были до опреснения). Поэтому добавление необходимых солей в опреснённую воду — следующий шаг в производстве качественной питьевой воды. Вода же для технических нужд, например для полива и мойки, может быть сразу получена на более простых и дешевых мембранах удалением лишь 95 % солей.
Всемирная организация здравоохранения не установила рекомендуемого уровня минерализации питьевой воды, но по органолептическим показаниям рекомендует предел общей минерализации питьевой воды в 1000 мг/л, а вода с содержанием солей менее 1000 миллиграмм на один литр уже считается слабоминерализированной[4].
В отличие от перегонки, в процессе обратного осмоса, вода практически не нагревается, затраты энергии только на работу насоса. По оценке норвежских специалистов объединение опреснительных установок обратного осмоса и электростанций, использующих осмос, выглядит многообещающе[3].
Очистка сточных вод
Технология очистки сточных вод с применением обратного осмоса принципиально изменилась — на последней стадии просто «отжимают» чистую воду от солей. Лидером технологий является на 2012 Сингапур, там запущена система NEWater. Сточные воды города после очистки возвращаются в оборот как питьевая вода, которая получила более высокую оценку от ВОЗ и USEPA, чем другие источники воды в Сингапуре[5].
Практически все современные морские суда, нуждающиеся в больших объёмах пресной воды, которые нерационально и просто невозможно брать на борт, имеют опреснительные установки. Например круизные лайнеры имеют на борту тысячи пассажиров, несколько бассейнов, и производят огромное количество сточных вод. Установки на основе обратного осмоса на борту и опресняют воду, и очищают стоки. Например, на Allure of the Seas и Oasis of the Seas сточные воды и вовсе направляются на вторичное использование[6].
Применение в пищевой промышленности
Обратный осмос более экономичный процесс для повышения концентраций пищевых жидкостей, например фруктовых соков, чем термические процессы. Преимущество заключаются в низкой стоимости эксплуатации и возможности избежать термической обработки, что делает процесс пригодным для термочувствительных веществ, таких как белки и ферменты, в большинстве пищевых продуктов. Обратный осмос широко используется в молочной промышленности для производства порошков сывороточного белка и для концентрации молока - уменьшаются транспортные расходы.
Использование в медицине
Главной особенностью фильтров, использующих технологию обратного осмоса, является практически полная стерилизация воды. Через фильтр проходит молекула воды (размер 0,3 нм), но не проходит большая часть химических примесей и включений биологического происхождения, в частности микроорганизмов и вирусов (размеры от 20 до 500 нм). Например, фильтр может задержать бактерии холеры или вирусы гепатита.
По мнению специалистов ВОЗ, потенциальные последствия микробного заражения питьевой воды для здоровья таковы, что борьба с ним должна всегда иметь первостепенное значение и никогда не должна ставиться под угрозу[7].
Реализация
Бытовая система обратного осмосаПромышленная установка обратноосмотического опреснения включает следующее оборудование: фильтр тонкой очистки воды, система реагентной подготовки, насос высокого давления, блок фильтрующих модулей, датчики и приборы управления[8].
Основной элемент установки обратного осмоса — полупроницаемая обратноосмотическая мембрана, помещённая в корпус. В неё поступает исходная вода, а отводится два потока — очищенная и обессоленная, которая называется пермеатом, и вода с концентрированными примесями, называемая концентратом, которая сливается. Продавливание воды через мембрану ведётся при высоком давлении, которое создает насос, обычно центробежный многоступенчатый или роторный. Для замедления образования нежелательных отложений на мембранах применяется дозирование ингибитора осадкообразования. Для снятия осадков с поверхности мембран используется система химпромывки. Для контроля качества очистки и рН — проточные измерители солесодержания и рН-метры. Для контроля расхода пермеата и концентрата — проточные расходомеры. Управление системой обратного осмоса можно осуществлять в полуавтоматическом и автоматическом режиме. Проверить качество работы обратноосмотической мембраны можно TDS метром.
Примером бытовой очистки воды мембраной обратного осмоса может служить фильтр, имеющий 3 картриджа грубой (механической) очистки, мембрану обратного осмоса, фильтр угольный. Такие фильтры получили широкое применение в Америке, Европе и Азии. Интересны также последние модели компактных фильтров обратного осмоса, имеющих ряд нововведений, а именно : автоматический клапан отключения воды при обнаружении утечек, насос повышающий давление, сменные фильтры с быстроразъёмными фитингами[9].
Влияние на здоровье человека воды, подготовленной с использованием технологии обратного осмоса
Достоинства и недостатки результата подготовки питьевой воды при помощи технологии обратного осмоса определяются особенностями технологии и целями фильтрации, которые зависят в первую очередь от изначального качества воды. Главной особенностью фильтров, использующих технологию обратного осмоса, является практически полная стерилизация воды. Через фильтр проходит молекула воды (размер 0,3 нм), но не проходит большая часть химических примесей и включений биологического происхождения, в частности микроорганизмов и вирусов (размеры от 20 до 500 нм). Например, фильтр может задержать бактерии холеры или вирусы гепатита.
Свойство практически полностью очищать воду от всех примесей трактуется и как достоинство, и как недостаток. Единого мнения на этот счет нет. Сторонники первого подхода считают, что вода выполняет в организме только функцию растворителя, поэтому должна быть максимально чистой. Другие же полагают, что в воде в обязательном порядке должны быть микроэлементы.[10].
ВОЗ не установила рекомендуемого уровня минерализации питьевой воды, но по органолептическим показаниям рекомендует предел общей минерализации питьевой воды в 1000 мг/л, а вода с содержанием солей менее 100 миллиграмм на один литр уже считается слабоминерализированной[4].
См. также
Примечания
Ссылки
ushakov.academic.ru
Что такое обратный осмос?
Современные системы обратного осмоса широко используются для опреснения и очистки воды в промышленности и в быту. Чтобы понять возможности установок, которые используют принцип обратного осмоса, нужно в общих чертах понимать, что представляет собой процесс обратного осмоса.
Принцип работы обратного осмоса |
Осмос это
О́смос (от греч. «толчок, давление») — процесс диффузии растворителя из менее концентрированного раствора в более концентрированный раствор.
Процесс осмоса происходит на полупроницаемых мембранах, в природе это клеточные мембраны.
Полупроницаемая мембрана — мембрана, которая имеет достаточно высокую проницаемость не для всех, а лишь для некоторых веществ, в частности, для растворителя.
Если такой мембраной разделить емкость, в одной части которой будет менее концентрированный раствор, а в другой более концентрированный, то вода из раствора с меньшей концентрацией станет переходить через мембрану в раствор с большей концентрацией. При этом будет повышаться давление (уровень) в емкости с большей концентрацией. Данный процесс не бесконечен. Процесс осмоса будет продолжаться до тех пор, пока давление в емкости с более концентрированным раствором не возрастет до такого значения, когда процесс диффузии прекратится. Это давление называется осмотическим давлением.
Осмотическое давление – давление, которое нужно создать в емкости с более концентрированным раствором для того, чтобы прекратить процесс осмоса.
Самое главное свойство осмоса состоит в том, что при создании в емкости с более концентрированным раствором давления, которое превышает осмотическое давление, процесс осмоса обращается и начинается обратный осмос.
Обратный осмос — прохождение растворителя через полупроницаемую мембрану из более концентрированного в менее концентрированный раствор в результате воздействия давления, превышающего разницу осмотических давлений обоих растворов. При этом мембрана пропускает растворитель, но не пропускает некоторые растворённые в нём вещества.
Полупроницаемая мембрана обратного осмоса задерживает не все вещества, растворенные в воде. Она задерживает только высокомолекулярные загрязнители, такие как соли, вирусы, бактерии, коллоиды. При этом мембрана пропускает низкомолекулярные вещества, например, кислород, хлор, углекислый газ. От низкомолекулярных веществ нужно избавляться до того, как вода поступит в установку обратного осмоса, так как многие из них неблагоприятно сказываются на работе установки и сроке жизни мембран.
Установка обратного осмоса
Полупроницаемые мембраны выпускаются промышленностью в виде пленок, которые для компактности сворачиваются в рулоны. В таких рулонах кроме самой мембраны присутствуют всяческие элементы для разделения потоков и создания условий для нормальной работы мембраны. Полупроницаемая мембрана, свернутая в рулон, и установленная в специальную герметичную трубу–держатель, называется мембранным модулем. В установке обратного осмоса может быть от одной до сотен таких модулей. В мембранном модуле исходная вода разделяется на два потока. Чистая вода называется пермеат. Вода с высокой концентрацией загрязнений — концентрат. Пермеат используется по назначению, а концентрат сбрасывается в канализацию или за борт.
Промышленная установка обратного осмоса представляет собой сложную систему, задача которой, обеспечить нормальную работу мембранных модулей. Например, обеспечить нужное давление в мембранном модуле от 8 до 80 МПа, в зависимости от назначения установки, обеспечить оптимальный поток воды через модуль для предотвращения засорения мембран, обеспечить периодические промывки мембран чистой водой, и химическими реагентами, для удаления загрязнений. Промышленные установки в отдельных случаях оборудуются системами дозирования ингибиторов отложений – антискалантов, для предотвращения солевых отложений на мембранах в случае большой концентрации солей в исходной воде. Системы управления промышленными установками могут быть как полностью автоматическими, так и полуавтоматическими. Установки могут комплектоваться приборами для экспресс – анализа основных параметров воды.
Обратный осмос для дома представляет собой комбинированную систему очистки воды. Это как правило три предварительных фильтра, механический фильтр 5мкм, для задержки механических примесей, угольный фильтр для очистки воды от хлора и некоторых органических соединений и механический фильтр 1мкм для удаления мелких механических загрязнений и фрагментов угольного фильтра, которые могут вымываться из него потоком воды. Затем следует сама мембрана обратного осмоса, концентрат из нее смывается в канализацию, а пермеат подается в накопительный бак емкостью, обычно, 9-10л. Система оборудована запорным клапаном, который автоматически выключает установку по наполнению накопительного бака. Иногда такая система комплектуется пост-угольным фильтром для доудаления низкомолекулярных веществ, минерализатором для насыщения воды полезными минералами и биокерамическим активатором для частичного структурирования воды. Так же такая система может быть оснащена электронасосом с автоматикой необходимого для работы в условиях пониженного давления исходной воды.
aquarum.com.ua
Обратный осмос - это... Что такое Обратный осмос?
Схема системы установки опреснения на основе обратного осмоса, использующая теплообменник.1: Приток морской воды,2: Поток пресной воды (40 %),3: поток солёного концентрата (60 %),4: Поток морской воды (60 %),5: Концентрат (слив),A: Поток насоса (40 %),B: Циркуляционный насос,C: Осмотический модуль с мембраной,D: Теплообменник высокого давленияОбратный осмос — процесс, в котором с помощью давления принуждают растворитель (обычно вода) проходить через полупроницаемую мембрану из более концентрированного в менее концентрированный раствор, то есть в обратном для осмоса направлении. При этом мембрана пропускает растворитель, но не пропускает некоторые растворённые в нём вещества. Обратный осмос используют с 1970-х при очистке воды, получении питьевой воды из морской воды, получения особо чистой воды для медицины, промышленности и других нужд. С помощью обратного осмоса можно производить концентраты соков без нагрева.
Опреснение воды
Для получения пресной воды из морской требуется давление, превышающее создаваемое морской водой осмотическое давление[1]. Эта величина достаточно высока — существующие установки развивают давление в 20 раз превышающее давление обычного бытового водопровода[2].
Мембраны, используемые для обратного осмоса, очень чувствительны к загрязнению, для чего механический фильтр для защиты мембраны обязателен. Многие растворённые в воде вещества задерживаются и не проходят через мембрану. Для преодоления осмотического давления на мембране воду подают под давлением около 2…17 атм для фильтрации и опреснения питьевой и солоноватой воды, и 24…70 атм для морской воды[3].
В системах очистки воды обычно используются синтетические полупроницаемые мембраны. Мембрана задерживает высокомолекулярные загрязнители, но пропускает низкомолекулярные вещества, например такие газы, как кислород, хлор, углекислый газ и пр. Некоторые газы могут определять вкус воды. Очищенная вода может иметь слабокислую реакцию (pH<7) из-за наличия растворенного углекислого газа.
Свойство практически полностью очищать воду от всех примесей лишает её важных микроэлементов (если они в ней были до опреснения). Поэтому добавление необходимых солей в опреснённую воду — следующий шаг в производстве качественной питьевой воды. Вода же для технических нужд, например для полива и мойки, может быть сразу получена на более простых и дешевых мембранах удалением лишь 95 % солей.
Всемирная организация здравоохранения не установила рекомендуемого уровня минерализации питьевой воды, но по органолептическим показаниям рекомендует предел общей минерализации питьевой воды в 1000 мг/л, а вода с содержанием солей менее 1000 миллиграмм на один литр уже считается слабоминерализированной[4].
В отличие от перегонки, в процессе обратного осмоса, вода практически не нагревается, затраты энергии только на работу насоса. По оценке норвежских специалистов объединение опреснительных установок обратного осмоса и электростанций, использующих осмос, выглядит многообещающе[3].
Очистка сточных вод
Технология очистки сточных вод с применением обратного осмоса принципиально изменилась — на последней стадии просто «отжимают» чистую воду от солей. Лидером технологий является на 2012 Сингапур, там запущена система NEWater. Сточные воды города после очистки возвращаются в оборот как питьевая вода, которая получила более высокую оценку от ВОЗ и USEPA, чем другие источники воды в Сингапуре[5].
Практически все современные морские суда, нуждающиеся в больших объёмах пресной воды, которые нерационально и просто невозможно брать на борт, имеют опреснительные установки. Например круизные лайнеры имеют на борту тысячи пассажиров, несколько бассейнов, и производят огромное количество сточных вод. Установки на основе обратного осмоса на борту и опресняют воду, и очищают стоки. Например, на Allure of the Seas и Oasis of the Seas сточные воды и вовсе направляются на вторичное использование[6].
Применение в пищевой промышленности
Обратный осмос более экономичный процесс для повышения концентраций пищевых жидкостей, например фруктовых соков, чем термические процессы. Преимущество заключаются в низкой стоимости эксплуатации и возможности избежать термической обработки, что делает процесс пригодным для термочувствительных веществ, таких как белки и ферменты, в большинстве пищевых продуктов. Обратный осмос широко используется в молочной промышленности для производства порошков сывороточного белка и для концентрации молока - уменьшаются транспортные расходы.
Использование в медицине
Главной особенностью фильтров, использующих технологию обратного осмоса, является практически полная стерилизация воды. Через фильтр проходит молекула воды (размер 0,3 нм), но не проходит большая часть химических примесей и включений биологического происхождения, в частности микроорганизмов и вирусов (размеры от 20 до 500 нм). Например, фильтр может задержать бактерии холеры или вирусы гепатита.
По мнению специалистов ВОЗ, потенциальные последствия микробного заражения питьевой воды для здоровья таковы, что борьба с ним должна всегда иметь первостепенное значение и никогда не должна ставиться под угрозу[7].
Реализация
Бытовая система обратного осмосаПромышленная установка обратноосмотического опреснения включает следующее оборудование: фильтр тонкой очистки воды, система реагентной подготовки, насос высокого давления, блок фильтрующих модулей, датчики и приборы управления[8].
Основной элемент установки обратного осмоса — полупроницаемая обратноосмотическая мембрана, помещённая в корпус. В неё поступает исходная вода, а отводится два потока — очищенная и обессоленная, которая называется пермеатом, и вода с концентрированными примесями, называемая концентратом, которая сливается. Продавливание воды через мембрану ведётся при высоком давлении, которое создает насос, обычно центробежный многоступенчатый или роторный. Для замедления образования нежелательных отложений на мембранах применяется дозирование ингибитора осадкообразования. Для снятия осадков с поверхности мембран используется система химпромывки. Для контроля качества очистки и рН — проточные измерители солесодержания и рН-метры. Для контроля расхода пермеата и концентрата — проточные расходомеры. Управление системой обратного осмоса можно осуществлять в полуавтоматическом и автоматическом режиме. Проверить качество работы обратноосмотической мембраны можно TDS метром.
Примером бытовой очистки воды мембраной обратного осмоса может служить фильтр, имеющий 3 картриджа грубой (механической) очистки, мембрану обратного осмоса, фильтр угольный. Такие фильтры получили широкое применение в Америке, Европе и Азии. Интересны также последние модели компактных фильтров обратного осмоса, имеющих ряд нововведений, а именно : автоматический клапан отключения воды при обнаружении утечек, насос повышающий давление, сменные фильтры с быстроразъёмными фитингами[9].
Влияние на здоровье человека воды, подготовленной с использованием технологии обратного осмоса
Достоинства и недостатки результата подготовки питьевой воды при помощи технологии обратного осмоса определяются особенностями технологии и целями фильтрации, которые зависят в первую очередь от изначального качества воды. Главной особенностью фильтров, использующих технологию обратного осмоса, является практически полная стерилизация воды. Через фильтр проходит молекула воды (размер 0,3 нм), но не проходит большая часть химических примесей и включений биологического происхождения, в частности микроорганизмов и вирусов (размеры от 20 до 500 нм). Например, фильтр может задержать бактерии холеры или вирусы гепатита.
Свойство практически полностью очищать воду от всех примесей трактуется и как достоинство, и как недостаток. Единого мнения на этот счет нет. Сторонники первого подхода считают, что вода выполняет в организме только функцию растворителя, поэтому должна быть максимально чистой. Другие же полагают, что в воде в обязательном порядке должны быть микроэлементы.[10].
ВОЗ не установила рекомендуемого уровня минерализации питьевой воды, но по органолептическим показаниям рекомендует предел общей минерализации питьевой воды в 1000 мг/л, а вода с содержанием солей менее 100 миллиграмм на один литр уже считается слабоминерализированной[4].
См. также
Примечания
Ссылки
biograf.academic.ru
Обратный осмос - это... Что такое Обратный осмос?
Схема системы установки опреснения на основе обратного осмоса, использующая теплообменник.1: Приток морской воды,2: Поток пресной воды (40 %),3: поток солёного концентрата (60 %),4: Поток морской воды (60 %),5: Концентрат (слив),A: Поток насоса (40 %),B: Циркуляционный насос,C: Осмотический модуль с мембраной,D: Теплообменник высокого давленияОбратный осмос — процесс, в котором с помощью давления принуждают растворитель (обычно вода) проходить через полупроницаемую мембрану из более концентрированного в менее концентрированный раствор, то есть в обратном для осмоса направлении. При этом мембрана пропускает растворитель, но не пропускает некоторые растворённые в нём вещества. Обратный осмос используют с 1970-х при очистке воды, получении питьевой воды из морской воды, получения особо чистой воды для медицины, промышленности и других нужд. С помощью обратного осмоса можно производить концентраты соков без нагрева.
Опреснение воды
Для получения пресной воды из морской требуется давление, превышающее создаваемое морской водой осмотическое давление[1]. Эта величина достаточно высока — существующие установки развивают давление в 20 раз превышающее давление обычного бытового водопровода[2].
Мембраны, используемые для обратного осмоса, очень чувствительны к загрязнению, для чего механический фильтр для защиты мембраны обязателен. Многие растворённые в воде вещества задерживаются и не проходят через мембрану. Для преодоления осмотического давления на мембране воду подают под давлением около 2…17 атм для фильтрации и опреснения питьевой и солоноватой воды, и 24…70 атм для морской воды[3].
В системах очистки воды обычно используются синтетические полупроницаемые мембраны. Мембрана задерживает высокомолекулярные загрязнители, но пропускает низкомолекулярные вещества, например такие газы, как кислород, хлор, углекислый газ и пр. Некоторые газы могут определять вкус воды. Очищенная вода может иметь слабокислую реакцию (pH<7) из-за наличия растворенного углекислого газа.
Свойство практически полностью очищать воду от всех примесей лишает её важных микроэлементов (если они в ней были до опреснения). Поэтому добавление необходимых солей в опреснённую воду — следующий шаг в производстве качественной питьевой воды. Вода же для технических нужд, например для полива и мойки, может быть сразу получена на более простых и дешевых мембранах удалением лишь 95 % солей.
Всемирная организация здравоохранения не установила рекомендуемого уровня минерализации питьевой воды, но по органолептическим показаниям рекомендует предел общей минерализации питьевой воды в 1000 мг/л, а вода с содержанием солей менее 1000 миллиграмм на один литр уже считается слабоминерализированной[4].
В отличие от перегонки, в процессе обратного осмоса, вода практически не нагревается, затраты энергии только на работу насоса. По оценке норвежских специалистов объединение опреснительных установок обратного осмоса и электростанций, использующих осмос, выглядит многообещающе[3].
Очистка сточных вод
Технология очистки сточных вод с применением обратного осмоса принципиально изменилась — на последней стадии просто «отжимают» чистую воду от солей. Лидером технологий является на 2012 Сингапур, там запущена система NEWater. Сточные воды города после очистки возвращаются в оборот как питьевая вода, которая получила более высокую оценку от ВОЗ и USEPA, чем другие источники воды в Сингапуре[5].
Практически все современные морские суда, нуждающиеся в больших объёмах пресной воды, которые нерационально и просто невозможно брать на борт, имеют опреснительные установки. Например круизные лайнеры имеют на борту тысячи пассажиров, несколько бассейнов, и производят огромное количество сточных вод. Установки на основе обратного осмоса на борту и опресняют воду, и очищают стоки. Например, на Allure of the Seas и Oasis of the Seas сточные воды и вовсе направляются на вторичное использование[6].
Применение в пищевой промышленности
Обратный осмос более экономичный процесс для повышения концентраций пищевых жидкостей, например фруктовых соков, чем термические процессы. Преимущество заключаются в низкой стоимости эксплуатации и возможности избежать термической обработки, что делает процесс пригодным для термочувствительных веществ, таких как белки и ферменты, в большинстве пищевых продуктов. Обратный осмос широко используется в молочной промышленности для производства порошков сывороточного белка и для концентрации молока - уменьшаются транспортные расходы.
Использование в медицине
Главной особенностью фильтров, использующих технологию обратного осмоса, является практически полная стерилизация воды. Через фильтр проходит молекула воды (размер 0,3 нм), но не проходит большая часть химических примесей и включений биологического происхождения, в частности микроорганизмов и вирусов (размеры от 20 до 500 нм). Например, фильтр может задержать бактерии холеры или вирусы гепатита.
По мнению специалистов ВОЗ, потенциальные последствия микробного заражения питьевой воды для здоровья таковы, что борьба с ним должна всегда иметь первостепенное значение и никогда не должна ставиться под угрозу[7].
Реализация
Бытовая система обратного осмосаПромышленная установка обратноосмотического опреснения включает следующее оборудование: фильтр тонкой очистки воды, система реагентной подготовки, насос высокого давления, блок фильтрующих модулей, датчики и приборы управления[8].
Основной элемент установки обратного осмоса — полупроницаемая обратноосмотическая мембрана, помещённая в корпус. В неё поступает исходная вода, а отводится два потока — очищенная и обессоленная, которая называется пермеатом, и вода с концентрированными примесями, называемая концентратом, которая сливается. Продавливание воды через мембрану ведётся при высоком давлении, которое создает насос, обычно центробежный многоступенчатый или роторный. Для замедления образования нежелательных отложений на мембранах применяется дозирование ингибитора осадкообразования. Для снятия осадков с поверхности мембран используется система химпромывки. Для контроля качества очистки и рН — проточные измерители солесодержания и рН-метры. Для контроля расхода пермеата и концентрата — проточные расходомеры. Управление системой обратного осмоса можно осуществлять в полуавтоматическом и автоматическом режиме. Проверить качество работы обратноосмотической мембраны можно TDS метром.
Примером бытовой очистки воды мембраной обратного осмоса может служить фильтр, имеющий 3 картриджа грубой (механической) очистки, мембрану обратного осмоса, фильтр угольный. Такие фильтры получили широкое применение в Америке, Европе и Азии. Интересны также последние модели компактных фильтров обратного осмоса, имеющих ряд нововведений, а именно : автоматический клапан отключения воды при обнаружении утечек, насос повышающий давление, сменные фильтры с быстроразъёмными фитингами[9].
Влияние на здоровье человека воды, подготовленной с использованием технологии обратного осмоса
Достоинства и недостатки результата подготовки питьевой воды при помощи технологии обратного осмоса определяются особенностями технологии и целями фильтрации, которые зависят в первую очередь от изначального качества воды. Главной особенностью фильтров, использующих технологию обратного осмоса, является практически полная стерилизация воды. Через фильтр проходит молекула воды (размер 0,3 нм), но не проходит большая часть химических примесей и включений биологического происхождения, в частности микроорганизмов и вирусов (размеры от 20 до 500 нм). Например, фильтр может задержать бактерии холеры или вирусы гепатита.
Свойство практически полностью очищать воду от всех примесей трактуется и как достоинство, и как недостаток. Единого мнения на этот счет нет. Сторонники первого подхода считают, что вода выполняет в организме только функцию растворителя, поэтому должна быть максимально чистой. Другие же полагают, что в воде в обязательном порядке должны быть микроэлементы.[10].
ВОЗ не установила рекомендуемого уровня минерализации питьевой воды, но по органолептическим показаниям рекомендует предел общей минерализации питьевой воды в 1000 мг/л, а вода с содержанием солей менее 100 миллиграмм на один литр уже считается слабоминерализированной[4].
См. также
Примечания
Ссылки
veter.academic.ru
Что такое обратный осмос - ответы и советы на твои вопросы
Процесс обратного осмоса, как способ очистки воды, начал использоваться с начала 60-х годов. Изначально он применялся для опреснения морской воды. На сегодняшний день на основе принципа обратного осмоса в мире производят сотни тысяч тонн питьевой воды в сутки. Явление осмоса можно наблюдать, когда два соляных раствора с разными концентрациями разделяются полупроницаемой мембраной.
Данная мембрана способна пропускать молекулы и ионы только определенного размера, служа своеобразным барьером для тех веществ, молекулы которых обладают большим размером. Таким образом, молекулы воды способны проникать через мембрану, а молекулы растворенных в воде солей – нет.
Если по разные стороны полупроницаемой мембраны находятся растворы, которые содержат соли с разным уровнем концентрации, то молекулы воды будут перемещаться сквозь мембрану из стороны со слабо концентрированным раствором в сторону с в более концентрированным раствором, вызывая в последней повышение уровня жидкости. Из-за явления осмоса процесс проникновения воды сквозь мембрану будет наблюдаться даже в том случае, когда оба раствора будут находится под одинаковым внешним давлением.
Разница в высоте уровней двух растворов с различной концентрацией будет пропорциональна силе, под действием которой вода будет проходить сквозь мембрану. Эта сила имеет название «осмотического давления».
В том случае, когда на раствор с большей концентрацией оказывает воздействие внешнее давление, которое превышает осмотическое, молекулы воды могут начать двигаться через полупроницаемую мембрану в обратном направлении. То есть из стороны с более концентрированным раствором в сторону с менее концентрированным раствором, соответственно.
Этот процесс носит название «обратного осмоса». Именно на этому принципе и осуществляются работа мембраны обратного осмоса. В процессе обратного осмоса вода и растворенные в ней вещества разделяются на молекулярном уровне. При этом, с одной стороны мембраны будут накапливаться практически идеальная по своей чистоте вода, а все загрязнения останутся по другую ее сторону. Таким образом, обратный осмос позволяет обеспечить очень высокую степень очистки, достигающей удаления приблизительно 99,6% всех солей и примесей.
В процессе очищения воды концентрация солей со стороны входа возрастает, из-за чего мембрана может засоряться и переставать работать. Для того, чтобы избежать подобных ситуаций, вдоль всей мембраны создается принудительный поток воды, который смывает так называемый «рассол» в дренаж. Для того, чтобы приготовить один литр очищенной воды необходимо три литра исходной.
Однако сверхчистая вода не рекомендуется для регулярного употребления людьми и животными. Принято считать, что дистиллированная или деминерализованная вода все же пригодна для питья, потому что при этом человеческий организм получает недостающие ему микроэлементы из пищи. Тем не менее, опыт длительного применения воды с очень низким уровнем минерализации (лабораторные образцы дистиллированной воды, опресненная вода без специальных солевых добавок) сопровождается в организме целым рядом негативных изменений на физиологическом уровне. Судя по всему, деминерализованная (то есть сверхчистая) вода при всасывании в организме может нарушать осмотическое состояние белков крови, печени, надпочечников и почек.
Для того, чтобы избежать подобных негативных последствий для человеческого организма, в очищенную воду при помощи метода обратного осмоса добавляют специальный пакет присадок, который состоит из различных солей, считающимися полезными для организма. Полученная вода получает название искусственно – минерализованной.
Дополнительно по теме: ru.wikipedia.orgПолезный совет?
Расскажите друзьям
www.domotvetov.ru
Обратный осмос - это... Что такое Обратный осмос?
Схема системы установки опреснения на основе обратного осмоса, использующая теплообменник.1: Приток морской воды,2: Поток пресной воды (40 %),3: поток солёного концентрата (60 %),4: Поток морской воды (60 %),5: Концентрат (слив),A: Поток насоса (40 %),B: Циркуляционный насос,C: Осмотический модуль с мембраной,D: Теплообменник высокого давленияОбратный осмос — процесс, в котором с помощью давления принуждают растворитель (обычно вода) проходить через полупроницаемую мембрану из более концентрированного в менее концентрированный раствор, то есть в обратном для осмоса направлении. При этом мембрана пропускает растворитель, но не пропускает некоторые растворённые в нём вещества. Обратный осмос используют с 1970-х при очистке воды, получении питьевой воды из морской воды, получения особо чистой воды для медицины, промышленности и других нужд. С помощью обратного осмоса можно производить концентраты соков без нагрева.
Опреснение воды
Для получения пресной воды из морской требуется давление, превышающее создаваемое морской водой осмотическое давление[1]. Эта величина достаточно высока — существующие установки развивают давление в 20 раз превышающее давление обычного бытового водопровода[2].
Мембраны, используемые для обратного осмоса, очень чувствительны к загрязнению, для чего механический фильтр для защиты мембраны обязателен. Многие растворённые в воде вещества задерживаются и не проходят через мембрану. Для преодоления осмотического давления на мембране воду подают под давлением около 2…17 атм для фильтрации и опреснения питьевой и солоноватой воды, и 24…70 атм для морской воды[3].
В системах очистки воды обычно используются синтетические полупроницаемые мембраны. Мембрана задерживает высокомолекулярные загрязнители, но пропускает низкомолекулярные вещества, например такие газы, как кислород, хлор, углекислый газ и пр. Некоторые газы могут определять вкус воды. Очищенная вода может иметь слабокислую реакцию (pH<7) из-за наличия растворенного углекислого газа.
Свойство практически полностью очищать воду от всех примесей лишает её важных микроэлементов (если они в ней были до опреснения). Поэтому добавление необходимых солей в опреснённую воду — следующий шаг в производстве качественной питьевой воды. Вода же для технических нужд, например для полива и мойки, может быть сразу получена на более простых и дешевых мембранах удалением лишь 95 % солей.
Всемирная организация здравоохранения не установила рекомендуемого уровня минерализации питьевой воды, но по органолептическим показаниям рекомендует предел общей минерализации питьевой воды в 1000 мг/л, а вода с содержанием солей менее 1000 миллиграмм на один литр уже считается слабоминерализированной[4].
В отличие от перегонки, в процессе обратного осмоса, вода практически не нагревается, затраты энергии только на работу насоса. По оценке норвежских специалистов объединение опреснительных установок обратного осмоса и электростанций, использующих осмос, выглядит многообещающе[3].
Очистка сточных вод
Технология очистки сточных вод с применением обратного осмоса принципиально изменилась — на последней стадии просто «отжимают» чистую воду от солей. Лидером технологий является на 2012 Сингапур, там запущена система NEWater. Сточные воды города после очистки возвращаются в оборот как питьевая вода, которая получила более высокую оценку от ВОЗ и USEPA, чем другие источники воды в Сингапуре[5].
Практически все современные морские суда, нуждающиеся в больших объёмах пресной воды, которые нерационально и просто невозможно брать на борт, имеют опреснительные установки. Например круизные лайнеры имеют на борту тысячи пассажиров, несколько бассейнов, и производят огромное количество сточных вод. Установки на основе обратного осмоса на борту и опресняют воду, и очищают стоки. Например, на Allure of the Seas и Oasis of the Seas сточные воды и вовсе направляются на вторичное использование[6].
Применение в пищевой промышленности
Обратный осмос более экономичный процесс для повышения концентраций пищевых жидкостей, например фруктовых соков, чем термические процессы. Преимущество заключаются в низкой стоимости эксплуатации и возможности избежать термической обработки, что делает процесс пригодным для термочувствительных веществ, таких как белки и ферменты, в большинстве пищевых продуктов. Обратный осмос широко используется в молочной промышленности для производства порошков сывороточного белка и для концентрации молока - уменьшаются транспортные расходы.
Использование в медицине
Главной особенностью фильтров, использующих технологию обратного осмоса, является практически полная стерилизация воды. Через фильтр проходит молекула воды (размер 0,3 нм), но не проходит большая часть химических примесей и включений биологического происхождения, в частности микроорганизмов и вирусов (размеры от 20 до 500 нм). Например, фильтр может задержать бактерии холеры или вирусы гепатита.
По мнению специалистов ВОЗ, потенциальные последствия микробного заражения питьевой воды для здоровья таковы, что борьба с ним должна всегда иметь первостепенное значение и никогда не должна ставиться под угрозу[7].
Реализация
Бытовая система обратного осмосаПромышленная установка обратноосмотического опреснения включает следующее оборудование: фильтр тонкой очистки воды, система реагентной подготовки, насос высокого давления, блок фильтрующих модулей, датчики и приборы управления[8].
Основной элемент установки обратного осмоса — полупроницаемая обратноосмотическая мембрана, помещённая в корпус. В неё поступает исходная вода, а отводится два потока — очищенная и обессоленная, которая называется пермеатом, и вода с концентрированными примесями, называемая концентратом, которая сливается. Продавливание воды через мембрану ведётся при высоком давлении, которое создает насос, обычно центробежный многоступенчатый или роторный. Для замедления образования нежелательных отложений на мембранах применяется дозирование ингибитора осадкообразования. Для снятия осадков с поверхности мембран используется система химпромывки. Для контроля качества очистки и рН — проточные измерители солесодержания и рН-метры. Для контроля расхода пермеата и концентрата — проточные расходомеры. Управление системой обратного осмоса можно осуществлять в полуавтоматическом и автоматическом режиме. Проверить качество работы обратноосмотической мембраны можно TDS метром.
Примером бытовой очистки воды мембраной обратного осмоса может служить фильтр, имеющий 3 картриджа грубой (механической) очистки, мембрану обратного осмоса, фильтр угольный. Такие фильтры получили широкое применение в Америке, Европе и Азии. Интересны также последние модели компактных фильтров обратного осмоса, имеющих ряд нововведений, а именно : автоматический клапан отключения воды при обнаружении утечек, насос повышающий давление, сменные фильтры с быстроразъёмными фитингами[9].
Влияние на здоровье человека воды, подготовленной с использованием технологии обратного осмоса
Достоинства и недостатки результата подготовки питьевой воды при помощи технологии обратного осмоса определяются особенностями технологии и целями фильтрации, которые зависят в первую очередь от изначального качества воды. Главной особенностью фильтров, использующих технологию обратного осмоса, является практически полная стерилизация воды. Через фильтр проходит молекула воды (размер 0,3 нм), но не проходит большая часть химических примесей и включений биологического происхождения, в частности микроорганизмов и вирусов (размеры от 20 до 500 нм). Например, фильтр может задержать бактерии холеры или вирусы гепатита.
Свойство практически полностью очищать воду от всех примесей трактуется и как достоинство, и как недостаток. Единого мнения на этот счет нет. Сторонники первого подхода считают, что вода выполняет в организме только функцию растворителя, поэтому должна быть максимально чистой. Другие же полагают, что в воде в обязательном порядке должны быть микроэлементы.[10].
ВОЗ не установила рекомендуемого уровня минерализации питьевой воды, но по органолептическим показаниям рекомендует предел общей минерализации питьевой воды в 1000 мг/л, а вода с содержанием солей менее 100 миллиграмм на один литр уже считается слабоминерализированной[4].
См. также
Примечания
Ссылки
dal.academic.ru
