Как устроен и работает фильтр обратного осмоса

Как работает фильтр кувшинного типа?

Фильтр кувшинного типа представляет собой конструкцию, которая состоит из двух основных элементов. В первую очередь это большая емкость, в которую вставляется меньшего размера емкость. Из емкости меньшего размера вода протекает сквозь картридж, и попадает в емкость, которая находится снизу. Таким образом, в емкости снизу находится чистая вода, которую мы можем использовать для питья и приготовления пищи.

Механизм работы фильтра прост. Под действием силы земного тяготения вода из одного сосуда переливается в другой. Именно это явление способствует фильтрации воды. Фильтрующий элемент заполнен специальным наполнителем, который дает возможность очищать воду. Наполнитель выбирается исходя из качества водопроводной воды.

Возможные поломки

Как и любая техника, обратноосмотическая помпа может сломаться. Если поломка небольшая, есть шанс починить ее самостоятельно.

Частые проблемы в подобных помпах и их устранение:

Обратноосмотический фильтр является самым эффективным. Он способен очищать жидкость от 99 процентов, делать воду вкусной и полезной. Производительность обратноосмотических установок напрямую зависит от качества диафрагмы и напора подаваемого на фильтрационное устройство водного потока. Если давление в водопроводной магистрали невысокое, о нормальном функционировании очистительного оборудования говорить не приходится. Чтобы вернуть производительность, необходима установка повышающей помпы.

Плюсы и минусы проточных фильтров

Достоинств у такой конструкции достаточно много:

• Стоимость подобного фильтра, даже дополнительно оснащённого, относительно невысока.
• Скорость фильтрации жидкости высокая.
• Полезные соли и минералы в воде сохраняются.
• Системе подобной фильтрации не требуется накопительный бак.

• Абсолютно вся жидкость, которая проходит через проточный фильтр, пригодна к использованию.
• Вода может течь через такой фильтр неограниченное время.
• Сменные фильтры – картриджи можно легко и быстро заменить. Если возникнет необходимость.

Минус у такой конструкции один, но довольно существенный. Обычно полная фильтрация воды происходит при скорости 1 л/ сек. А при полностью открытом кране обычно вытекает за секунду до 5 л. Таким образом, получается, что жидкость успевает фильтроваться при полностью открытом кране всего на 20 %

Об этом обычно упоминается в инструкции к фильтру, но далеко не все обращают на это внимание

Кроме того, картриджи со временем имеют свойство загрязняться, соответственно, уменьшается и степень фильтрации. Если это не учитывать, через некоторое время вода вовсе перестаёт очищаться.

Мнение эксперта

Бородина Галина Валерьевна

Самые простые проточные фильтры можно приобрести за 500 рублей, но эта продукция недолговечна и собрана не очень качественно. Если хотите действительно очищать питьевую воду, потратьте хотя бы раза в 2 больше. В конце концов, потратиться на такую систему выйдет намного дешевле, чем ежедневно ходить за очищенной водой в какой-нибудь пункт её продажи. Да и степень очистки такой воды не всегда бывает качественной, несмотря на яркую рекламу.

Реальные преимущества мембранной очистки

Несмотря на ряд минусов обратного осмоса, нельзя умалять его преимущества. Это действительно эффективная система водоочистки, справляющаяся даже с самыми опасными загрязнениями.

Вода, откуда бы мы ее не брали – городского водопровода, открытого водоема, скважины или колодца – содержит большое количество вредных и опасных элементов.

Несоответствие потребляемой жидкости санитарно-химическим и санитарно-биологическим нормам крайне негативно сказывается на самочувствии и здоровье человека.

Главными источниками загрязнения воды являются:

• коммунальные стоки;
• коммунальные отходы;
• стоки промышленных предприятий;
• промышленные отходы.

Они насыщаются ее различными химическими и микробиологическими загрязнениями.

Бактерии и вирусы, размножающиеся в коммунальных стоках, способны вызывать множество различных серьезных заболеваний, среди которых:

• холера;
• бактериальная краснуха;
• тиф и паратиф;
• сальмонеллез.

Загрязненная питьевая вода может содержать в себе токсичные вещества, яйца глистов, нитриты, нитраты.

Стоки промышленных предприятий «пестрят» практически всей таблицей Менделеева. Формальдегид, фенол, тяжелые металлы, органические растворители, содержащиеся в них способны вызывать генетические мутации и раковые новообразования, оказывать тератогенное воздействие на плод.

Ртуть, медь и свинец поражают почки. Никель, цинк и кобальт отрицательно действуют на печень. Огромное негативное влияние они оказывают и на сердечнососудистую систему.

Стоит ли говорить, что постоянное употребление воды с таким «богатым составом» крайне губительно для организма человека? Поэтому применение бытовых водоочистительных установок является отнюдь не прихотью, а необходимостью.

Лабораторные исследования показывают, что чаще всего питьевая вода загрязнена железом, солями кальция, органическими загрязнениями, марганцем, фторидами и сульфидами

Обычные фильтры проточного типа, насадки, кувшины уменьшают количество вредных примесей в воде, снижают их концентрацию. Вкус жидкости становится приятнее, запах и цвет пропадают.

Но справится на 100% со всеми загрязнению с их помощью, к сожалению, не удастся. Помочь в этом может только бытовой обратноосмотический фильтр.

Устройства с системой обратного осмоса являются одними из лучших систем для очистки воды в быту. Они «справляются» более чем с 98% вредных примесей. Ни один другой фильтр для домашнего использования на такое не способен.

Реально высокая эффективность делает данное оборудование все более популярным. Люди отказываются от вымораживания и кипячения воды в его пользу.

Несмотря на внушительные размеры, обратноосмотическая установка полностью незаметна на кухне, так как  устанавливается фильтр под мойку.

Единственная деталь, указывающая на ее наличие – отдельный хромированный излив для подачи очищенной жидкости. Этот кран монтируется либо в столешницу, либо непосредственно в мойку.

Устройство не создает ровным счетом никаких хлопот, работает тихо и практически ничем о себе не напоминает

Фильтры обратного осмоса – оборудование, работающее на благо всей семьи. Взрослые, дети и пожилые люди могут не задумываясь пить воду, прошедшую через систему очистки. На ней можно спокойно готовить, разводить ею смеси для новорожденных.

Водой из обратного осмоса хорошо также умываться, купать в ней младенцев. Она не вызывает раздражений и аллергии, отлично подходит для чувствительной кожи, склонной к высыпаниям.

Очищенная жидкость продлевает срок службы бытовых приборов (утюги, кофемашины и пр.).

Обратноосмотические системы удаляют из жидкости компоненты, мешающие раскрытию истинного вкуса блюд. А особенно напитков. На очищенной воде получается очень ароматный кофе, отличные коктейли.

Вода, прошедшая обратный осмос обеспечивает безупречное качество алкогольной продукции, пакетированных соков и пр.

Абсолютная безопасность очищенной жидкости – ключевое преимущество обратноосмотических установок

Это важное приобретение для здоровой жизни

Количество и качество очищенной воды зависит от таких факторов как давление в водопроводе, температура и степень загрязнения жидкости, производительность мембраны

Многие авторитетные источники утверждают, что при правильном полноценном разнообразном питании беспокоиться о низкой минерализации жидкости не стоит. Ведь «львиная доля» полезных веществ поступает в организм именно из пищи, а не из воды.

Как же работает обратный осмос

Разделение происходит за счёт перераспределения концентраций ионов и молекул между двумя полостями. При этом более крупные молекулы растворенных веществ и примесей частиц остаются в растворе и не забивают поры, поэтому мембрана сохраняет способность к фильтрации и разделению жидкостей достаточно длительное время. При этом производительность мембранного полотна практически не снижается.

Это свойство осмотического фильтра и сбивает с толку многих технологов. Если бы полотно просто отфильтровывало ионы и частички примесей, как обычный матерчатый или бумажный фильтр, то ресурс обратного осмос – фильтра размером со стакан составил бы несколько сот литров воды, как это происходит с угольными и цеолитовыми фильтровальными элементами.

Мембрана осмотического фильтра изготавливается по многослойной схеме, в таком полотне есть входная и чистая поверхность. Два слоя из разных материалов разделены прочной армирующей сеткой. Входная поверхность подвергается обработке, в результате которой образуется большое количество длинных и очень тонких пор. Чистая поверхность тоже наделена порами точно запрограммированного размера, что позволяет удерживать очищенную воду от обратной диффузии во входную камеру осмос фильтра.

Самое простое объяснение работы обратного осмоса выглядит так:

• Входная поверхность изготовлена из материала, способного притягивать из раствора и удерживать на поверхности молекулы воды. Ионы соли или любого другого растворенного вещества практически не могут подойти и просочиться через микрокапилляры;
• Избыточное давление в камере постоянно выдавливает молекулы воды в чистую полость осмос – фильтра, а загрязнения и ионы соли выдавливаются в обратном направлении, в начальную полость.

Таким образом, все примеси выдавливаются ионами воды на определенное удаление от мембраны, благодаря чему осмотические фильтры способны работать и не загрязняться намного дольше, и с более высоким качеством фильтрации.

Принцип действия обратного осмоса можно сравнить с ситом, заполненным мельчайшим сухим песком с небольшим количеством более крупных зернышек глины и камня. Под действием вибрации песок легко проходит сквозь мелкую сетку, тогда как примеси поднимаются на поверхность и остаются внутри сита.

К сведению! Мембраны обратного осмоса после заполнения водным раствором нельзя нагревать или высушивать, это неминуемо приводит к выходу из строя фильтровального элемента.

Понятно, что часть загрязнений и ионов примесей все же прорывается к капиллярам и забивает их. Качество очистки и производительность снижается, поэтому производители устанавливают на фильтр для воды с обратным осмосом рекомендованный безопасный ресурс по количеству пропущенной воды.

Сравнение фильтров обратного осмоса

Покупать системы очистки воды нужно в официальных магазинах, где осуществляется продажа продукции известных компаний – нередко там предлагают скидку. Фильтры зарубежного производства обходя дороже, но при этом они не всегда рассчитаны на водопроводную воду в российских городах. Плюс к этому могут возникнуть перебои с поставками расходных элементов.

Ключевыми производственными предприятиями, которые выпускают фильтры для отечественного потребителя являются Атолл, Барьер, Аквафор. Среди них фильтры последних двух компаний можно купить примерно за 6-10 тысяч рублей – все зависит от выбранной вами комплектации. Средняя стоимость фильтров компании Атолл доходит до 10-12 тысяч рублей, что обусловлено использованием американских комплектующих.

Как выбрать бытовой фильтр

Производители систем очистки выпускают и бытовые фильтры для воды, использующие явление обратного осмоса.

При его покупке, следует обращать внимание на несколько факторов:

• качество мембраны;
• производительность, наличие накопительного бака -гидроаккумулятора (какой лучше — написано здесь) для очищенной воды, комплектация насосами и другие нюансы конструкции;
• степень очистки воды префильтрами, качество их фильтрующих элементов и периодичность их обслуживания или замены;
• удобство монтажа устройства и его эксплуатации (размеры сантехнических люков);
• наличие гарантии и сервисных служб, осуществляющих гарантийный ремонт, послегарантийное обслуживание и поставку комплектующих.

 
Технологии очистки воды, достаточно, затратны. Установки обратного осмоса помогают, в значительной мере, исправить ситуацию с плохим качеством питьевой жидкости .

Принцип работы системы водоподготовки с обратным осмосом можете посмотреть в предлагаемом видео.

Лучшие производители по отзывам покупателей

Принцип обратного осмоса с помпой

Принцип работы и устройство системы обратного осмоса

Пользуются популярностью пятиступенчатые системы очистки воды. Основной компонент – синтетическая полупроницаемая мембрана, состоящая из полых волокон. Диаметр пор очень маленький, способный пропускать только молекулы воды. Различная органика, микроорганизмы и прочий мусор остаются на поверхности мембраны и затем смываются в канализацию.

Система работает при определенном давлении в водопроводе. В условиях квартиры это от 2 до 6 атмосфер. Воду необходимо продавливать через поры. В некоторых фильтрах применяется другой метод – с обратной стороны создается область низкого давления (вакуум) и жидкость сама всасывается через мембрану. Далее находится накопительная емкость, куда сливается очищенная жидкость.

В пятиступенчатых фильтрах обратного осмоса есть и другие элементы:

• предварительный фильтр, который задерживает крупный мусор, например, песок или ржавчину;
• угольный фильтр, где из жидкости уходят химические вещества и органические примеси;
• следующий элемент системы задерживает взвешенные механические частицы, диаметр которых не более 1 микрона.

Все три фильтра проводят подготовку воды перед тонкой очисткой через мембрану. Система может обходиться без гидроаккумулятора, но лучше, когда он есть. Гидробак – это металлический корпус, внутри которого имеется каучуковая груша. Она изготовлена из пищевой резины и не передает в жидкость вредные вещества. Такие емкости используются в конструкции насосных станций и предназначены исключительно для хранения питьевой воды.

В многоэтажках, где есть перебои с напором, особенно в час пик, необходимо при установке фильтра монтировать насос, который поддерживает давление, иначе работа системы будет неэффективной.

Существуют бытовые и промышленные установки. Они отличаются прежде всего производительностью (сколько литров жидкости можно получить за единицу времени).

Особое внимание стоит обратить на качество материалов, из которых изготовлена мембрана. От этого зависит, сколько времени она может служить без замены

В продаже можно встретить дешевые варианты из синтетических материалов.

Что же такое обратный осмос в фильтрах для воды?

Современные обратноосмотические системы для очистки питьевой
воды содержат в своем составе специальную полунепроницаемую мембрану, через
которую и происходит процесс очистки. Жидкость подается на данную мембрану под
давлением в водопроводе. Происходит процесс разделения на компоненты, в
результате чего молекулы проходят через мембрану из области с меньшей в область
с большей концентрациями. Обратный осмос – высокоэффективный способ превращения
соленой и морской воды в пресную, а также возможность получения высочайшего
уровня очистки. По своим характеристикам, вода обратного осмоса схожа с
ледниковой, образующейся в результате таяния.

Как выбрать?

Лабораторный анализ воды покажет, сколько в ней загрязнений. Стандартная установка – это 3 фильтрующих картриджа, 1 блок с мембраной и 1 пост-фильтр для стабилизации воды. Максимальное количество ступеней очистки – 9.

Усовершенствованные системы включают в себя такие элементы:

• Минерализатор – обогащает H2O полезными микроэлементами, которые задержала мембрана;
• Ультрафиолетовая лампа – убивает простейших, вирусов, бактерий, грибков.

Система очистки работает при давлении 3-6 бар. Если показатель в водопроводе меньше 2-2,5 бар, фильтр оборудуется насосом. Он нагнетает нужное давление.

Важно. Если давление в водопроводной системе не довести хотя бы до 3 бар, а для некоторых фильтров и до 4, эффективность очистки снижается

Картриджи быстро забиваются, вода фильтруется медленнее, больше жидкости сливается в канализацию, бак заполняется не полностью.

Если Вы решили выбрать фильтр с обратным осмосом — обращайте внимание на производительность мембраны. Для домашнего использования подходят установки с показателем 136-378 л/сутки

Для домашнего использования подходят установки с показателем 136-378 л/сутки.

Чем больше расход жидкости, тем выше производительность.

Коммерческим предприятиям нужны фильтры с показателем больше 1000 л/сутки.

Другие нюансы выбора:

• Известные производители ставят на блоках с мембраной опознавательную маркировку. Если фирменных знаков нет, а товар якобы от популярной компании, перед вами подделка.
• Прочные колбы окрашены в белый цвет, они сделаны из гибкого пропилена. Поверхность однородная, без разводов. Внутренняя сторона колб гладкая, без заусенцев и микротрещин. У прозрачных и цветных модулей тонкие стенки, которые лопаются при высоком давлении.
• Некачественные мембраны плохо фильтруют воду и быстро засоряются. Лучше покупать системы очистки от проверенных производителей, они выпускают надежную продукцию.
• В квартиру выбирайте систему с пластиковым баком для накопления воды. Объем резервуара колеблется в пределах 4-12 л, но он заполняется примерно на 75%. Для загородного дома или дачи, где люди проживают периодически, лучше взять металлический бак.

В качественной системе все рабочие узлы прочные, блоки не шатаются, они крепко вкручены в основу. Модули пахнут нейтрально, ярко выраженного химического запаха нет.

Сборка и установка систем популярных марок: видео

Принцип установки обратноосмотических систем одинаков, но продукция разных фирм имеет свои отличия. На российском рынке широко известны  фильтры следующих производителей:

«Atoll» — это самая первая система обратного осмоса в России. Имеет огромный опыт разработки, поддержки и совершенствовании технологии обратного осмоса в России на протяжении 25 лет. Широкий модельный ряд не оставит без выбора даже самого притязательного покупателя. Поставляется как в виде набора из фильтрующих картриджей, так и компактным готовым блоком. Такой модуль легко подключить самостоятельно. Есть бюджетные и продвинутые модификации.

Процесс  установки рассмотрим на примере системы обратного осмоса Atoll A-575 Box STD (Sailboat)

«Гейзер» – системы осмотической очистки серии «Престиж». В комплекте к ним поставляется накопительный бак, позволяющий набрать воду для питья в любое время. Модели, имеющие в названии букву «П», комплектуются насосом, повышающим давление в системе, и стоят дороже. Литера «М» указывает на наличие модуля минерализации.

«Аквафор». Один из лидеров в производстве фильтрующих систем. У каждой модели в комплекте – расширительный бак объемом 5 литров. Осмотические мембраны от «Аквафор» хорошо работают даже при небольшом давлении в водопроводе без установки дополнительного насоса: достаточно всего в 1,5 атмосферы. Еще одна отличительная черта – экономное использование жидкости: на удаление примесей с мембраны расходуется не более 20 % от общего объема воды.

«Барьер». Лучшая модель по отзывам – «Осмо 100». Имеет 5 ступеней очистки, 8-литровый накопительный бак. Стоит дешевле аналогов других фирм, при этом не уступает им по качеству. Из недостатков – отсутствие минерализатора.

«Аквапро». Отлично зарекомендовавшие себя фильтрующие системы с хорошим соотношением цена/качество. Популярная модель – AQUAPRO AP 600 с большим накопительным баком на 12 л и 5-ступенчатой фильтрацией.

Рейтинг производителей фильтров обратного осмоса

Российским потребителям лучше воспользоваться фильтрами отечественных производителей, чем известных заграничных фирм. Зарубежные фильтры обходятся дорого, не рассчитаны на водопроводные трубы России. При их поломке могут возникнуть проблемы с поставкой запасных частей.

Сегодня в лучшей пятерке российских производителей фильтров обратного осмоса: Атолл, Гейзер, Новая вода, Барьер, Аквафор.

Лидирующую позицию занимает модель А-590Е компании Atoll. Привлекает стоимость, качество, высокая производительность. Но конструкция громоздкая. Для работы осмоса Атолл в водопроводной трубе давление должно варьироваться от 3 до 8 атмосфер. При резком повышении давления система может выйти из строя. Низкое давление приведет к работе наполовину вхолостую. Для устранения подобных недостатков разработана новая модель с насосом. Цена при этом повысилась.

Преимуществом фильтра Гейзер является уникальная сверхчувствительная мембрана с пропускной способностью которой 0,0001 микрона. Встроенный защитный слой не дает осесть грязи. Вода становится чистой и полезной благодаря фильтру, обогащенному кокосовым активированным углем.

Представитель рейтинга ТОП-5 Барьер имеет только четыре периода очищения. На первом этапе участвуют полипропиленовые волокна. На втором устраняется органика сорбционным фильтром. Третий период характеризуется удалением загрязнителей через дренаж с помощью ультратонкой мембраны из композитного полиамида. На четвертом этапе восстанавливаются минералы в виде кондиционирования.

Компания Аквафор представляет прибор тонкой очистки Морион. Он компактный с универсальной автоматикой и специальным накопителем. В дренаж сливается меньше раствора, а потому в баке всегда есть не менее пяти литров очищенной воды. Стопроцентная фильтрация ведет к тому, что для возврата утраченных минералов фильтр превращается в многокорпусный и более дорогой.

Одной из последних модификаций является смарт-система от компании Новая вода. Помимо обратноосмотического фильтра, система снабжена минерализатором и биокерамическим активатором.

Из множества новинок этой компании можно отметить, что автоматическая 6-ступенчатая система с электронным управлением имеет дисплей, электрическую помпу, электрические датчики и клапаны. При загрязнении мембраны осуществляется промывка.

Новейшая разработка – Шунгит+ с шестью этапами очистки. В активации струи участвует кремниево-шунгитный наполнитель, где кремний обеззараживает воду. Прекрасный очиститель с бактерицидным действием.

Особенности фильтров обратного осмоса подробно описываются в следующем видео.

Техническое описание системы

Термин «осмос» имеет греческое происхождение (первоначально означал толчок, давление), и применяется для обозначения процесса односторонней диффузии через полупроницаемые мембраны под действием различных факторов.

К примеру, прямой осмос – явление выравнивания концентраций растворов, разделенных такой мембраной. Обратный осмос (что это такое) работает немного по другому принципу, о котором мы расскажем подробно.

Осмос – одно из проявлений принципа Ла-Шателье – Брауна, который гласит, что при воздействии на систему извне, находящуюся в устойчивом равновесии, в ней начнутся процессы, направленные на восстановление равновесия (компенсацию воздействия).

Условия равновесия могут быть различными – температура, давление, напряженность электромагнитного поля.

Для явления осмоса таким условием является концентрация раствора.

Два раствора с различной концентрацией растворенного вещества, разделенные полупроницаемой мембраной, как раз и представляют собой систему, в которой нарушено условие равновесия.

Полупроницаемой, называется мембрана, которая пропускает только молекулы определенных веществ.

Различная концентрация растворов, означает, что давление, которое создают молекулы растворителя в растворе с более высоким содержанием примеси, больше, чем в том, где количество примесей меньше.

Эта разница давлений вызывает движение молекул растворителя через мембрану и называется осмотическим давлением.

Когда концентрация обоих растворов выровняется, система придет в равновесие, и диффузия растворителя через мембрану прекратится.

Если создать в растворе с высокой концентрацией примесей избыточное давление, которое превышает величину осмотического, начнется процесс диффузии молекул растворителя из раствора с большей концентрацией в раствор с меньшей.

В направлении, противоположном направлению осмоса. Такое явление получило название обратного осмоса.

Плюсы и минусы обратноосмотических фильтров

К преимуществам обратноосмотической фильтрации можно отнести:

• Высокую степень очистки – до 98%. По своим качествам полученная жидкость сходна с талой водой.
• Удаляются все вредные вещества – остатки химических удобрений, яды наподобие мышьяка, тяжелые металлы.
• Можно подобрать модель в зависимости от потребностей семьи.
• Российские производители выпускают фильтры, исходя из степени загрязнения водопроводной воды. В данном случае лучше покупать отечественные изделия, так как они больше приспособлены к местным условиям. Импортные модели требуют частой замены картриджей.
• Простой монтаж системы – можно сделать своими руками.

Из недостатков:

• Высокие цены на бытовые фильтры для воды на основе обратного осмоса.
• ¾ жидкости будет уходить в канализацию вместе с загрязнениями.
• Чтобы восстановить утраченные соли нужно устанавливать минерализатор.
• Дополнительно необходимо купить кран для чистой воды, он не входит в комплект.
• Медленная скорость очистки.
• Необходимость замены картриджей предварительной очистки – если этого не делать, мембрана быстро засорится.
• Обратноосмотический фильтр не подключают к горячему водопроводу.

Характеристики фильтров обратного осмоса

Фильтры обратного осмоса имеют следующие особенности:

• Производят от 120 до 300 литров чистой воды в сутки.
• Ресурс использования от 4 до 15 тыс. л. Чтобы было понятней, 4000 литров хватит средней семье из 4 человек примерно на 24 месяца.
• На выходе получаем чистейшую воду, очищенную от всяческих примесей, бактерий и вирусов, если их габариты превышают размер пор мембраны.
• Картриджи предварительной очистки нуждаются в замене раз в 6 месяцев, а дополнительные фильтры конечной очистки – раз в 12 месяцев. Работы мембраны обратного осмоса хватает на 2–3 года. Осуществить процесс замены может любой человек без дополнительных знаний и инструментов.

Бытовые фильтры устанавливаются в квартире, частных домах, дачах, небольших по размерам офисах.

В чем особенность фильтров под мойку?