Como funciona a osmose reversa: o princípio de operação de dispositivos de purificação de água fina

Entre os sistemas domésticos de preparação de água potável para consumo, surgiu recentemente uma nova opção, chamada osmose reversa. Esse conjunto de filtros e uma membrana especial custa muito, mas pode dar chances para quase qualquer analógico.

Faz sentido desembolsar? Para obter a resposta para essa pergunta, você precisa descobrir como a osmose reversa funciona e depois correlacionar os custos e o resultado. Com a nossa ajuda, o processo de familiarização com um sistema de tratamento avançado será muito mais rápido e eficiente.

Reunimos e sistematizamos todas as informações úteis e confiáveis ​​sobre a estação de tratamento de água por membrana. Para completar a percepção, complementamos o material de texto com diagramas, ilustrações e vídeos com recomendações para futuros clientes.

Osmose reversa de trabalho

O processo de osmose é baseado na propriedade da água para nivelar o nível de impurezas em soluções separadas por uma membrana. Os orifícios nesta membrana são tão pequenos que apenas as moléculas de água podem passar através deles.

Se em uma parte de um vaso hipotético a concentração de impurezas for aumentada, a água começará a fluir até que a densidade do líquido em ambas as partes seja igualada.

Osmose reversa fornece o resultado exatamente oposto. Nesse caso, a membrana é usada não para equalizar a densidade do líquido, mas para coletar água limpa de um lado e uma solução saturada de impurezas do outro. É por isso que esse processo é chamado de osmose reversa.

Todas essas características químicas são de pouco interesse para os compradores, especialmente aqueles que não são muito versados ​​em ciência. Basta que eles entendam que o centro do sistema de osmose reversa é uma membrana especial, cujos poros são tão pequenos que não passam nada que exceda o tamanho de uma molécula de água, e isso é uma parte significativa da poluição contida na água da torneira.

Infelizmente, a molécula de água não é a menor da Terra, por exemplo, as moléculas de cloro são muito menores, portanto também podem vazar através da membrana. Além disso, o contato com grandes suspensões dessa membrana é contra-indicado. Seus pequenos poros durante esta exposição ficarão rapidamente entupidos e esse elemento deverá ser substituído imediatamente.

Este diagrama ilustra cinco estágios de purificação de água usando um sistema de osmose reversa: limpeza preliminar através de três filtros, uma membrana e pós-tratamento

Para evitar que isso aconteça, o sistema de osmose reversa também inclui três filtros adicionaispor meio do qual a água passa pela preparação preliminar. A membrana divide a água parcialmente purificada em duas partes desiguais. Cerca de um terço do volume recebido é de água pura, que entra no tanque de armazenamento.

Outros dois terços do volume de água são a parte em que a poluição está concentrada. Esse concentrado é descarregado no esgoto. Geralmente, há um pequeno recipiente entre o tanque e a torneira. Um cartucho é instalado aqui, projetado para melhorar a qualidade da água já purificada, por exemplo, para saturá-lo com minerais úteis.

Esquematicamente, o princípio da osmose reversa pode ser descrito da seguinte maneira:

1. A água flui do sistema de água para os pré-filtros.
2. Em seguida, o fluido passa por um procedimento de osmose reversa.
3. Água purificada entra no tanque de armazenamento.
4. O concentrado contendo impurezas filtradas é transportado para o esgoto.
5. A água pura do tanque de armazenamento entra na torneira para obter água limpa diretamente ou através de dispositivos adicionais.

Assim, o sistema de osmose reversa é um conjunto de dispositivos que fornecem a capacidade de obter água potável com um alto grau de purificação. Até recentemente, esses sistemas eram usados ​​principalmente na indústria, em estabelecimentos públicos de restauração em estabelecimentos de saúde, etc.

Este diagrama ilustra a separação de um fluxo de água purificada usando um sistema de osmose reversa em dois fluxos: água pura e um concentrado que se move para o esgoto

Porém, devido à crescente demanda pela qualidade da água da torneira nos últimos anos, os sistemas de osmose reversa projetados para uso doméstico ganharam popularidade. Eles variam em configuração, desempenho, tamanho do tanque de armazenamento, etc. Os filtros e a membrana devem ser substituídos periodicamente.

Como determinar se uma membrana precisa ser substituída? À medida que explora, seus poros ficam entupidos e chega o momento em que a água simplesmente não passa para o tanque de armazenamento. Essa membrana terá que ser substituída em qualquer caso. Mas os especialistas recomendam substituí-lo muito antes.

O sistema de osmose reversa consiste em um tanque de armazenamento, um conjunto de três pré-filtros, uma membrana e um pós-filtro para tratamento adicional e enriquecimento de água

Para determinar a qualidade da água purificada usando um sistema de osmose reversa, use um dispositivo eletrônico - TDS-metr. Com sua ajuda, determine o nível de teor de sal na água.

Para a água da torneira antes do tratamento, esse indicador pode ser de 150 a 250 mg / l, e após o tratamento usando a tecnologia de osmose reversa, a salinidade é considerada a norma na faixa de 5 a 20 mg / l. Se a quantidade de sais na água purificada for superior a 20 mg / l, é recomendável substituir a membrana.

Quem quiser escolher os filtros de água usados ​​em vários estágios de purificação encontrará muitas informações úteis no próximo artigo.

Elementos individuais do sistema

O elemento mais caro e básico do sistema de osmose reversa é a membrana. É um material microporoso torcido em uma ou mais camadas em torno de um núcleo de plástico perfurado. No topo da membrana é fechada com uma tampa protetora de plástico, que é fixada por anéis de vedação.

A água entra no corpo da membrana e passa através de uma carga porosa. Nesse caso, as moléculas de água pura penetram através do núcleo poroso e depois se movem para o tanque de armazenamento.

Mas contaminantes com um pouco de água não podem atravessar a barreira da membrana. Eles saem da extremidade oposta do bloco de membrana e são descartados.

No diagrama, você pode ver a composição da membrana para o sistema de osmose reversa: um material poroso multicamada fixado em uma caixa de plástico ao redor de um núcleo perfurado

Como mencionado anteriormente, o contato direto da membrana com a água da torneira comum pode ser prejudicial. O fato é que seus poros são muito pequenos - apenas 0,0001 microns. A membrana não pode ser removida, lavada e reinstalada, como é o caso de alguns filtros grosseiros mecânicos.

Um item caro deve ser completamente substituído a cada dois ou três anos. O termo pode variar dependendo das condições de operação da membrana: pressão no sistema de abastecimento de água, quantidade e natureza da contaminação, temperatura da água etc.

Em alguns casos, a membrana pode durar cinco anos ou mais, às vezes é necessário substituí-la após o primeiro ano de operação.

Um fator importante nisso é a presença de pré-filtros: dois mecânicos e um carbono. O primeiro filtro mecânico elimina todos os contaminantes insolúveis cujo tamanho excede 0,5 mícrons. Pode ser grãos de areia, partículas de ferrugem e outras "mecânicas" semelhantes.

Em seguida, a água passa através filtro de carbono, que contém moléculas de vários produtos químicos: compostos de cloro, que estão sempre presentes na água da torneira, bem como metais pesados ​​que penetraram em pesticidas, ferro dissolvido e outras inclusões de origem orgânica ou inorgânica.

Os filtros mecânicos e de carbono no sistema de osmose reversa requerem substituição a cada quatro a seis meses. Os cartuchos necessários podem ser adquiridos como um kit

Depois disso, outro filtro mecânico de um mícron conclui o tratamento preliminar da água.Como resultado, a água que não contém contaminantes que podem danificar filtro de membrana ou superá-lo.

Esses filtros precisam ser substituídos regularmente a cada poucos meses. Mas eles custam várias ordens de magnitude mais baratas que a membrana e a substituição oportuna pode prolongar significativamente sua vida útil.

Um tanque acumulativo é usado para coletar água purificada. Sua capacidade pode variar entre 4-12 litros, depende do desempenho do sistema. Aço de alta qualidade é comumente usado para produzir esses tanques. No exterior, o recipiente é coberto com uma camada de esmalte durável. Uma junta de silicone é instalada no interior, que divide o tanque em duas partes.

De um lado da junta, é coletada água limpa, por outro - o ar. A quantidade de ar na câmara pode ser alterada usando um mamilo localizado no lado do ar do tanque.

O ar cria pressão adicional dentro do tanque de armazenamento, o que ajuda a mover a água para a torneira com a pressão necessária. Obviamente, existe uma saída no tanque para conectar uma mangueira através da qual a água potável se move para a torneira.

Normalmente, essa torneira é instalada em uma pia. Mesmo que o suprimento de água através do sistema de suprimento de água seja interrompido por algum motivo, uma certa quantidade permanecerá no tanque, o que tornará o problema menos agudo. Nessa situação, para esvaziar completamente o tanque de armazenamento, faz sentido aumentar a pressão bombeando ar através de uma conexão de mamilo.

O grau de purificação da água usando um sistema de osmose reversa aproxima-o da destilação. Nesse caso, a membrana passa moléculas de oxigênio dissolvido na água, o que aumenta sua qualidade.

Para melhorar o sabor, a água pode ser passada através de um mineralizador ou outros módulos. Mas é adequado para beber e imediatamente após a limpeza da membrana. Não é necessário fervê-lo para beber.

Como um módulo adicional que melhora a qualidade da água potável, os sistemas de osmose reversa podem ser complementados com um mineralizador ou cartucho biocerâmico. O mineralizador é usado para enriquecer a água com substâncias úteis, como cálcio, sódio, magnésio, etc.

Todos esses minerais têm um efeito positivo no sistema nervoso e cardiovascular humano, impedem a ocorrência de muitas doenças perigosas, estimulam o nível normal de acidez sanguínea, etc.

O mineralizador em sistemas de osmose reversa é usado para enriquecer a água purificada com minerais e torná-la mais saudável.

O cartucho biocerâmico age de maneira diferente. Como parte de seu "recheio", existem bolas constituídas por argila cozida e pedaços de turmalina. Este mineral é capaz de exercer um efeito extremamente benéfico na água. Contribui para uma mudança na estrutura da água, que em última análise tem um efeito benéfico no sistema endócrino e fortalece a imunidade.

Com o tempo, o recurso desses módulos adicionais se esgota, eles exigem substituição periódica. Portanto, é mais conveniente usar um guindaste com duas válvulas.

A água é fornecida diretamente do inversor para uma válvula e para a segunda através do mineralizador. A água enriquecida com substâncias úteis é usada apenas para beber e é preparada em água sem minerais.

Sobre as regras para escolher um sistema de purificação de água para um sistema autônomo de abastecimento de água de uma casa particular, um dos artigos populares nosso site.

Vantagens e desvantagens da osmose reversa

Um alto grau de purificação e qualidade garantida da água potável são as principais vantagens dos sistemas de osmose reversa. Estima-se que o conteúdo de substâncias estranhas na água purificada por esse método seja dez vezes menor que a taxa mínima permitida. Os recursos de design da membrana evitam a entrada acidental de contaminantes na corrente de água purificada.

Este diagrama mostra em detalhes o dispositivo e o princípio de operação da membrana de osmose reversa, que permite obter água purificada - permeado - e remover a parte contaminada - concentrado

Essa água pode ser consumida com segurança para beber e cozinhar, pode ser dada a crianças e animais de estimação. Para a saúde, a água obtida pela tecnologia de osmose reversa é muito mais benéfica do que a água da torneira fervida. Os aquaristas usam essa água para complementar o volume de aquários sem se estabelecer.

Apesar de um design mais complexo em comparação aos filtros domésticos convencionais, instalação de tais sistemas realizada sem problemas. Tudo o que é necessário para a instalação é normalmente fornecido. Quase todos os elementos ou suas modificações podem ser adquiridos separadamente.

O sistema não ocupa muito espaço, na maioria das vezes o tanque e um conjunto de filtros com uma membrana são fixados diretamente embaixo da pia. Uma torneira compacta para água potável, montada na pia, geralmente se encaixa perfeitamente no interior.

As dimensões dos componentes do sistema de osmose reversa são pequenas, geralmente podem ser facilmente instaladas embaixo da pia. O kit inclui um conjunto de mangueiras estreitas para conectar elementos individuais do sistema

A principal desvantagem dos sistemas de osmose reversa é o alto custo inicial do kit. A manutenção adicional do sistema também exigirá o custo da substituição dos cartuchos de filtro, mas eles custam significativamente menos.

A cada poucos anos, será necessário substituir a membrana, cujo preço pode ser de cerca de US $ 50. Mas os cálculos mostram que, como resultado, o custo da água limpa custará menos à família do que comprar água potável de fornecedores terceirizados.

A eficácia da membrana no sistema de osmose reversa diminui gradualmente, devendo ser substituída a cada poucos anos. Este período varia dependendo das condições de operação.

Outra característica do sistema de osmose reversa, que com um alongamento pode ser considerado uma desvantagem, é a baixa produtividade. A água purificada penetra pela membrana muito lentamente, a capacidade padrão da membrana é de cerca de 150 a 300 litros por dia.

Além disso, mais da metade da água proveniente do abastecimento de água vai para o esgoto, o que, em certa medida, afeta o valor das contas de serviços públicos.

Mas se o volume do tanque de armazenamento for selecionado corretamente, os problemas poderão surgir por um curto período de tempo apenas quando o sistema iniciar imediatamente após a instalação ou após um longo período de inatividade com um tanque de armazenamento vazio.

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Como escolher um modelo adequado?

Os tamanhos dos elementos dos sistemas de osmose reversa geralmente correspondem a um determinado padrão, mas nem sempre. O uso de um sistema com parâmetros padrão oferece uma seleção mais ampla de elementos substituíveis. A prática mostra que os produtos da produção doméstica, mais baratos que os análogos estrangeiros, não diferem muito em qualidade dos últimos.

Os cartuchos de pré-filtro de osmose reversa, assim como a membrana e o pós-filtro, exigem substituição periódica. Não é difícil executar sozinho, de acordo com as instruções do fabricante

Obviamente, é melhor fazer uma compra diretamente do fabricante, de um revendedor verificado ou de uma loja confiável. Os bons sistemas de osmose reversa possuem certificado técnico, garantia oficial, instruções detalhadas de instalação e operação, além de certificados de qualidade.

As dimensões do tanque de armazenamento dependem das necessidades da família e do tamanho do espaço em que o dispositivo será instalado. A capacidade máxima será apropriada para a casa em que vive uma família numerosa, os mais populares são os tanques de 8 a 10 litros.

Um indicador importante está funcionando pressão no sistema de abastecimento de água. O indicador ideal é de 2,8 bar. Se a pressão for muito baixa, faz sentido comprar um sistema de osmose reversa com uma bomba embutida que forneça pressão suficiente para a água potável. Se a pressão no suprimento de água for muito maior, você precisará instalar uma engrenagem de redução de pressão.

Se os elementos individuais de um sistema de osmose reversa tiverem tamanhos padrão, será mais fácil encontrar cartuchos adequados para substituição. Este ponto deve ser esclarecido antes da compra.

A atenção mais cuidadosa é requerida pela membrana do sistema de osmose reversa. Este elemento deve ser consistentemente de alta qualidade e com desempenho adequado. Para uma família pequena, o valor ideal é de cerca de 7 litros por hora.

Não faz sentido pagar a mais por uma membrana mais produtiva, se não for necessário. Para comparação: um dispositivo com capacidade de 15 litros por hora atende facilmente às necessidades de água potável de uma pequena empresa de catering.

Um kit é considerado padrão, que inclui cinco etapas principais de limpeza: três pré-filtros, uma membrana e um pós-filtro. O conteúdo deste último item pode variar.

Mineralizador e cartucho biocerâmico já foram mencionados. A instalação de um cartucho contendo casca de coco, carvão ativado e íons de prata também é considerada uma solução popular.

Essas substâncias desinfetam a água, além de purificá-la e dar um sabor agradável. Outra opção interessante para o pós-tratamento da água é um desinfetante ultravioleta. Alguns modelos de sistemas de osmose reversa permitem usar vários cartuchos diferentes ao mesmo tempo.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Vídeo nº 1. Uma visão geral dos princípios de funcionamento dos sistemas de osmose reversa pode ser encontrada aqui:

Vídeo # 2. Este vídeo descreve em detalhes a operação desse sistema usando o exemplo do modelo Geyser Prestige M:

Vídeo nº 3. Este vídeo permite comparar os recursos dos filtros de fluxo e sistemas de osmose reversa:

Os sistemas de osmose reversa são uma maneira confiável e conveniente de fornecer à sua casa água potável suficiente. Sim, os preços desses aparelhos permanecem altos, mas mais do que valem a pena, pois a água potável reduz o risco de muitas doenças e melhora a qualidade de vida.

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