Промышленные системы обратного осмоса

Содержание статьи

1. Что такое обратный осмос?

2. Назначение и область применения

3. Устройство промышленных систем обратного осмоса

4. Принцип работы промышленного осмоса

5. Как правильно выбрать систему?

6. Преимущества и недостатки применения промышленных систем обратного осмоса в условиях предприятий

1. Что такое обратный осмос?

Обратный осмос – это понятие из физики. Оно означает движение молекул одного материала через молекулы другого материала. При этом первая структура остается статичной и неподвижной, а вторая претерпевает разделение на более тяжелые и менее тяжелые взвеси.

В нашем случае, речь идет о проникновении загрязненной воды через фильтр – именно это является главной задачей работы очистительных машин обратного осмоса.

Уникальность работы системы обратного осмоса в том, что фильтр – это не просто «пропускной пункт» для различных микроорганизмов, это полунепроницаемая мембрана с отверстиями молекулярных размеров. Таким образом, у воды недостаточно физической тяжести для того, чтобы проходить барьер быстро: для этого требуется специальный насос под давлением, который «продавливает» воду через мембрану. После этого очистная система выдает практически 100% чистую воду, лишенную каких-либо примесей, кроме непосредственно H2O.

Рис. 1 - Теоретическое представление обратного осмоса

2. Назначение и область применения

Ввиду высокой эффективности в очистке воды от лишних примесей, система обратного осмоса повсеместно используется как в промышленных, так и бытовых целях. Изначально данный вид фильтрации использовался на подлодках – для переработки морской соленой воды в пресную, питьевую, а в 60-х годах вошел в гражданское производство.

В данном ключе обратный осмос успел зарекомендовать себя как станция по опреснению воды №1 в Израиле и самая большая гидростанция по очистке воды в мире.

Чем объяснима такая популярность? Это относительно безопасное и практически безотходное производство: выделяемые в отдельный резервуар лишние микроэлементы легко изымаются и утилизируются ещё на стадии разработки в самом насосе, а остатки вредоносных соединений удаляются по всем современным стандартам без остановки производства.

Так же важен тот факт, что обратный осмос даёт идеально чистую воду, то есть 100% молекулы H2O – это считается показателем стерильности. Таким образом, данная вода используется не только в качестве питья для человека, но и в медицинских, промышленных целях.

Учитывая абсолютную чистоту воды, её свойства высоко ценятся в следующих видах промышленности:

- пищевая (иногда требуется дополнительная минерализация ввиду «пустого» состава жидкости, лишенной полезных микроэлементов);

- химическая (очищенная вода – прекрасный растворитель, не мешающий при этом протеканию реакций в разбавляемых составах);

- электротехническая (здесь важен факт отсутствия солей и солесодержащих кислот, которые могут понизить качество работы материалов);

- энергетическая (в особенности тепловая, так как вода без примесей при нагревании не образует накипи);

- авиа-, космо-, кораблестроение (сложные механизмы требуют промывки исключительно «пустой» водой).

Почему именно обратный осмос?

- Система позволяет сделать воду мягкой;

- Технология позволяет работать с источниками воды, содержащими соль: в процессе очистки вода полностью обессоливается;

- Обратный осмос гарантированно избавляет воду от таких представителей таблицы Мендеелева как фтор, бор, барий, железо, стронций, кремний, аммоний, а так же полный спектр нитратов – именно эти элементы способны помешать производству добывать «чистый» материал из-за свойства концентрироваться в материалах присутствия.

Такие впечатляющие результаты обеспечиваются независимо от производственных мощностей, однако именно мощность в конечном итоге определяет размеры обратноосмотической установки.

Рис. 2 - Установка обратного осмоса "Вагнер-5000" в блочно-модульной станции водоснабжения поселка с населением около 2000 человек

3. Устройство промышленных систем обратного осмоса

Как правило, промышленная система обратного осмоса имеет компактные габариты и не требует больших площадей, а в своем устройстве имеет цепь следующих механизмов:

- Трубы, по которым неочищенная вода поступает в аппарат, а так же выводится из него. Чистая вода, полученная после процесса фильтрации, называется пермеат, грязная вода, содержащая все элементы, не прошедшие через мембрану, называется концентрат. Пермеат поступает по трубкам в основной резервуар, а концентрат идёт на сброс.

- Фильтр грубой очистки, избавляющий воду от крупных засоряющих элементов.

- Насос, обеспечивающий высокое давление для достаточной мощности воды.

- Полунепроницаемая мембрана, обладающая высокоселективными пористыми свойствами.

- Датчики, приборы изменения и контроля работы системы.

- Автоматизированный компьютерный механизм, отвечающий за бесперебойную и правильную работу системы.

В условиях производственных нужд следует понимать, что от фильтрационной гидросистемы требуется высокая степень точности и легкая управляемость, так как от надежности насоса зависит работа всех прочих машин на производстве.

Важен и тот факт, что для обслуживания обратноосмотической системы не требуется наличие в штате квалифицированного инженера: система настраивается индивидуально под нужные параметры ещё в процессе установки, что позволяет удешевить её использование.

Рис 3 - Устройство и вид промышленной системы обратного осмоса "Вагнер-250"

4. Принцип работы промышленного осмоса

Упрощенно система функционирует следующим образом:

1. Неподготовленная вода подается в обратноосмотическую установку, где проходит первую стадию очистки – через три сравнительно крупных фильтра, избавляясь от видимых загрязнений, так как это поможет избежать быстрого засорения мембран. Первый фильтр – полипропиленовый, с его помощью установка избавляется от частиц ржавчины, песчинок и другого мусора. Второй фильтр – угольный, он «ловит» устойчивые химические соединения. Третий фильтр – механический, его задача – задерживать всё, что варьируется в размерах +- 1 микрона.
2. После этого вода проходит через корпус мембраны, в котором расположена мембрана обратного осмоса. Размер пор в мембране не достигает и микрона, эта величина пропускает только молекулы воды, благодаря чему обеспечивается вторая и самая основная стадия очистки. Далее вода разделяется на два потока: очищенный (фильтрат) и содержащий высокое содержание солей (концентрат)
3. Очищенная вода собирается в резервуаре-накопителе, неочищенная сливается в канализацию (в дренаж).
4. В накопителе вода скапливается под высоким давлением (гидроаккумулятор) или без давления (емкость для хранения): это нужно для того, чтобы ещё раз пропустить её через финальный фильтр, который обеспечивает 100% гарантию получения стерильной жидкости. Из накопительной емкости вода с помощью насоса подается потребителю.
5. Резервуар-накопитель ведет к крану либо непосредственно к установке, нуждающейся в питании чистой водой.

Стоит учитывать тот факт, что процесс очистки через обратноосмотическую мембрану – не скорый. Всё дело в том, что молекулярные величины не могут просачиваться через мембрану с достаточной интенсивностью без применения специального давления. Поэтому именно от мощности насоса зависят производственные мощности очистного механизма.

С одной стороны, это недостаток конструкции, но с другой – большое достоинство, так как заказчик может выбрать систему под собственные нужды, не переплачивая за неиспользуемый потенциал.

5. Как правильно выбрать систему?

Нужно прежде всего проанализировать имеющиеся потребности и исходные данные производства. На выборе промышленной системы обратного осмоса скажутся такие параметры, как:

- мощность производства;

- состояние исходной воды;

- требуемое состояние очищенной воды.

Мы описали количество фильтров в стандартной обратноосмотической системе – их пять: три подготовительных, один основной и один финальный. Но количество фильтров, а так же материал, из которых они изготовлены, и размер пор могут быть другими.

Чтобы это выяснить, нужно рассчитать соотношение загрязненности имеющейся воды к идеальному стерильному состоянию – полученный процент может считаться требуемой степенью очистки. Если в производстве необходима 100% стерильность, помимо пяти названных могут понадобиться и дополнительные условия очистки. Если же для нужд промышленности достаточно и 86% очистки, то, вполне возможно, настолько скрупулезной  фильтрации не потребуется.

Учитывая финансовые издержки, стоит осознавать тот факт, что перед заказом и вводом в эксплуатацию системы очистки нужно произвести серьезную расчетную подготовку, с которой самостоятельными силами не справиться.

Заказ услуг специалиста обеспечит грамотный подход к проблеме и разработку наиболее эффективного её решения, в результате чего заказчик сможет рассчитывать на долгую и надежную работу конструкции.

6. Преимущества и недостатки применения промышленных систем обратного осмоса в условиях предприятий

Говоря об использовании системы обратного осмоса в промышленности, стоит иметь ввиду ряд особенностей, которые разделяются как отрицательные и положительные стороны эксплуатации.

Минусы:

- Обратноосмотическая установка – дорогое приобретение. Возможно, для нужд вашего предприятия будет достаточно мощностей более доступных систем.

- Сложность в самостоятельном ориентировании в ассортименте. Отнесем это к отрицательным особенностям, хотя и с высокой долей условности, так как развитая система помощи специалистов легко поможет избежать лишней головной боли при выборе правильной установки.

Плюсы:

+ Возможность выбрать именно ту степень очистки воды, в которой нуждаются конкретные условия. Обеспечение идеально чистой, стерильной жидкости без дополнительных примесей, солей и нитратов – этого можно добиться только методом обратного осмоса.

+ Широкая степень вариативности имеющихся дополнительных систем: автоматизация, самоочистка, минерализация, различный диаметр пор в мембранах и т.д.

+ Сервисное обслуживание и гарантия качества за счёт грамотного подбора необходимых условий.

Как видим, положительных моментов значительно больше и их весомость перекрывает имеющиеся недостатки.

Наша компания с 2006 года занимается производством, продажей систем водоподготовки, в том числе и промышленных систем обратного осмоса серии "Вагнер", "Айсберг" и другие. Вы всегда можете заполнить опросный лист на нашем сайте и выслать нашим специалистам анализы воды или опросный лист для подбора системы водоочистки и мы постараемся Вам помочь!!!

В заключение представим краткое видео по работе систем обратного осмоса.