Odwrócona osmoza. Jak działają filtry odwróconej osmozy?
Zjawisko odwróconej osmozy pozwoli uzyskać krystalicznie czystą wodę do picia. Filtry odwróconej osmozy cieszą się coraz większym zainteresowaniem. Nie są one jednak tanie, więc warto być pewnym, że właściwie wydajemy nasze pieniądze.
Filtry działające na zasadzie odwróconej osmozy można stosować do wody z wodociągu i ze studni (ale zwykle wcześniej podczyszczonej do wymaganej jakości). W domach jednorodzinnych używa się ich przeważnie do uzdatniania części wody przeznaczonej do picia. Proces filtracji na filtrach RO (Reverse Osmosis) jest wielostopniowy, a stopień redukcji zanieczyszczeń sięga 99%. Woda opuszczająca urządzenie jest pozbawiona pierwiastków i rozpuszczonych związków chemicznych o wymiarach 0,1-0,001 μm oraz bakterii i wirusów. Metoda odwróconej osmozy jest bardzo skuteczna, ale budzi kontrowersje.
Zjawisko odwróconej osmozy: zalety i wady
Przeciwnicy metody odwróconej osmozy kwestionują sens usuwania z wody wszystkiego (również pierwiastków korzystnych dla zdrowia człowieka, takich jak wapń i magnez), po to by ją na zakończenie uzdatniania sztucznie wzbogacić w procesie mineralizacji albo – co gorsza – nie wzbogacać wcale. W rozbudowanych wersjach urządzeń do odwróconej osmozy za membraną instaluje się jeszcze filtr końcowy węglowy oraz mineralizator. Pierwszy pozwala zatrzymać gazy i substancje lotne oraz ostatecznie poprawia smak i zapach wody, drugi nasyca wodę usuniętymi do cna mikroelementami (na przykład związkami magnezu, wapnia i potasu). W większości filtrów odwróconej osmozy uzdatnianie wody następuje bardzo wolno – z prędkością kilku litrów na godzinę.
Sprawdź też: jakość wody - sprawdź czy masz zdrową wodę w kranie >>>
W przypadku konieczności filtrowania całej wody pompowanej do instalacji domowej warto rozważyć zakup i instalację dużych filtrów zwanych kolumnami filtracyjnymi wypełnionymi – w zależności od potrzeb – złożem piaskowo-żwirowym, aktywnym złożem katalitycznym, żywicą jonowymienną albo granulowanym węglem aktywnym. Zwykle instaluje się je w pomieszczeniu gospodarczym. Wymagają podłączenia do instalacji kanalizacyjnej i – jeśli są automatycznie sterowane – elektrycznej.
Za pomocą głowicy sterującej można zaprogramować płukanie i regenerację złoża. Sterownik czasowy włącza i wyłącza płukanie po określonym czasie (co kilka dni), objętościowy – uruchamia je, gdy przez złoże przepłynie określona ilość wody. Za rodzaj usuwanych zanieczyszczeń odpowiada wypełnienie kolumny filtracyjnej. Kolumna ze złożem piaskowo-żwirowym usuwa tylko związki żelaza, a wypełniona aktywnym złożem katalitycznym dodatkowo także manganu. Urządzenie z żywicą jonowymienną pozbawia wodę nadmiaru jonów wapnia i magnezu (zmiękcza ją), a zawierające granulowany węgiel aktywny – usuwa związki organiczne, zawiesinę oraz poprawia smak i zapach wody. Po wyczerpaniu zdolności filtracyjnych kolumnę płucze się, przepuszczając przez nią wodę w przeciwnym kierunku. Niektóre żywice trzeba regenerować.
Czy warto instalować filtry odwróconej osmozy? Zasada działania
Filtry odwróconej osmozy to urządzenia do bardzo dokładnego oczyszczania wody. Dzięki nim można zatrzymać ponad 90% zanieczyszczeń. Te przeznaczone do domów jednorodzinnych mają małą wydajność (do 30 l/dobę) i są dość drogie. Montuje się je w szafce pod zlewozmywakiem. Producenci oferują także urządzenia o dużej wydajności (500 l/dobę), ale trzeba za nie słono zapłacić.
- Filtr odwróconej osmozy: budowa
Filtry z odwróconą osmozą składają się z kilku elementów. Z ilu i w jakiej kolejności zamontowanych - zależy od producenta. Najważniejszym elementem filtrów odwróconej osmozy jest półprzepuszczalna membrana. Zostają na niej zatrzymane prawie wszystkie zanieczyszczenia zawarte w wodzie, między innymi azotany, metale ciężkie, benzen, pierwiastki promieniotwórcze, a także bakterie i wirusy. Membrany powinny mieć dużą odporność mechaniczną, termiczną i chemiczną.
Aby żywotność membrany była dłuższa, muszą być przed nią zamontowane: filtr mechaniczny (do wstępnego klarowania wody) oraz filtr z węglem aktywnym (do usuwania chloru i rozpuszczonych związków organicznych). W niektórych urządzeniach montowany jest też filtr końcowy węglowy (zatrzymuje gazy i substancje lotne).
Uzdatnianie wody z wykorzystaniem odwróconej osmozy usuwa z niej zarówno szkodliwe, jak i potrzebne naszemu organizmowi minerały (na przykład związki magnezu, wapnia, potasu). Dlatego w urządzeniu powinien być mineralizator - przepływająca przez niego woda zostaje nasycona mikroelementami.
W skład urządzenia z odwróconą osmozą wchodzi zwykle zbiornik na uzdatnioną wodę (10-15 litrów) oraz dodatkowa wylewka do montażu w blacie.
Rola membrany w odwróconej osmozie
Półprzepuszczalna membrana zatrzymuje prawie wszystkie zanieczyszczenia zawarte w wodzie, na przykład metale ciężkie, benzen, pierwiastki promieniotwórcze, azotany. Powinna być odporna na czynniki mechaniczne, zmiany temperatury i działanie związków chemicznych oraz bardzo cienka (cieńsza jest bardziej wydajna i mniej podatna na zapychanie). Membrany są najczęściej robione z polimerów syntetycznych, na przykład octanu celulozy lub poliamidu, i mają postać bardzo cienkiej, selektywnej błony umieszczonej na siatce z tworzywa sztucznego, która zwiększa ich wytrzymałość. Nawija się je na perforowaną rurę, aby miały jak największą powierzchnię.
W najnowocześniejszych urządzeniach do uzdatniania wody pitnej stosuje się membrany nanofiltracyjne. Zatrzymują one jony dwuwartościowe oraz wszystkie mikrozanieczyszczenia i związki nieorganiczne, a także pestycydy, metale ciężkie, azotany, jednak nie pozbawiają wody wartościowych związków mineralnych, takich jak wapń i magnez. Nie usuwają także twardości, a jedynie ją redukują. Takie membrany mają dużą wydajność, dzięki czemu nie jest potrzebny zbiornik do magazynowania czystej wody.
Wydajność urządzeń do odwróconej osmozy
Wydajność urządzenia do odwróconej osmozy zależy od przepustowości membrany, a ta wynosi najczęściej 50, 75 lub 100 GPD (galonów amerykańskich na dobę). Membrana o przepustowości 100 GPD umożliwia przygotowanie 378 l uzdatnionej wody w ciągu doby (1 galon amerykański to 3,78 l), w temperaturze 25°C i przy ciśnieniu w sieci około 3 barów. Tylko 20-30% wody, która trafia do urządzenia, jest uzdatniane. Reszta zatrzymuje się na membranie i stanowi uboczny produkt oczyszczania. Zawiera zanieczyszczenia w znacznie większym stężeniu i zwykle jest odprowadzana do kanalizacji. Membrany mają bardzo małe pory, więc by się nie zatykały zbyt szybko, powinny filtrować jedynie wodę wstępnie oczyszczoną. Niektórzy producenci urządzeń do odwróconej osmozy wymagają więc, aby miała ona jakość taką jak wodociągowa albo określają dopuszczalny poziom niektórych zawartych w niej zanieczyszczeń, na przykład żelaza, krzemionki, a także jej twardości. Przed membraną montuje się jeden lub dwa filtry mechaniczne, które mają zatrzymywać piasek, rdzę i inne większe zanieczyszczenia (o wielkości co najmniej 5 μm) oraz filtr z granulowanego węgla aktywnego usuwający z wody chlor, związki organiczne, zawiesiny oraz polepszający barwę, smak i zapach wody. Wstępna filtracja wydłuża żywotność membran.
Sprawdź koniecznie:
Podczas eksploatacji wkłady filtracyjne i membrany muszą być regularnie wymieniane. Pierwsze – co mniej więcej pół roku, drugie – co 3-5 lat. O trwałości membrany decydują między innymi jakość dopływającej wody, jej temperatura i wielkość zużycia oraz jakość wspomnianych filtrów. Niezależnie od zalecenia producenta systemu membranę powinno się wymienić, gdy:
- pogorszy się jakość uzdatnionej wody (można to sprawdzić podręcznym testerem – koszt około 40 zł);
- trzeba znacznie zwiększyć ciśnienie wody dopływającej do urządzenia, aby prawidłowo pracowało;
- na membranie zgromadzą się osady.
Po kilkutygodniowej przerwie w pracy membranę trzeba zdezynfekować.
Prędkość filtrowania wody: odwrócona osmoza
W większości domowych urządzeń do odwróconej osmozy prędkość filtrowania przez membranę osmotyczną jest niewielka, dlatego często są one wyposażone w kilku- lub kilkunastolitrowe zbiorniki (8-15 l). Oczyszczona woda dopływa do nich niezależnie od wielkości poboru do czasu, aż staną się pełne. Dzięki temu jest stale dostępna. Filtry odwróconej osmozy o dużej wydajności mogą nie mieć zbiorników. Całe urządzenie RO (zestaw filtrów zamontowany na płytce montażowej, obudowę z membraną, mineralizator i zbiornik na wodę) można zmieścić w szafce pod zlewozmywakiem. Wodę czerpie się z połączonej z nim osobnej wylewki umieszczonej zwykle na blacie przy zlewozmywaku. W urządzeniach kompaktowych wszystkie elementy są zamontowane we wspólnej obudowie. Mogą się na niej znajdować diody sygnalizujące konieczność wymiany wkładów filtracyjnych i membrany.
