Мембранные системы обратного осмоса

Применение мембранных технологий существенно возросло, и они стали применяться гораздо чаще за последние два десятилетия. Мембранные системы в настоящее время исполняются в различных формах и размерах, для каждого случая и применения – свой уникальный подход.

Мембранная технология обратного осмоса (ОС) успешно используется с 1970 гг для обессоливания солёных и морских вод. Технология обратного осмоса с применением более низкого давления называется нанофильтрацией (НФ), известной как «мембранное размягчение». Она также широко используется для обработки воды тяжёлой, ярко окрашенной или с высоким содержанием органики. Системы ОС также используются для удаления неорганических загрязняющих веществ, таких как радионуклиды, нитраты, мышьяк, пестициды и другие вещества.

ОС - это физический процесс разделения, в котором должным образом обработанная и предварительно очищенная вода поступает под умеренным давлением к полупроницаемой мембране. Мембрана не пропускает большинство растворенных ионов и молекул, в то время как сама чистая вода с очень низким содержанием растворённых минеральных веществ проходит через неё. Этот явление также работает как абсолютный барьер для большинства вирусов. В ходе процесса помимо чистого пермеата (продукта) получается концентрат. Его содержание может лежать в интервале от 10% до 60% сырьевой воды, отходящей к блоку обратного осмоса. Для большинства видов очистных сооружений солёной воды и установок удаления ионных загрязняющих веществ, концентрат находится в пределах 10-25%, когда для морской воды может быть около 60%. Обычно системы ОС/НФ бывают в виде рулонов, в то время как электродиализная инверсия (ЭДИ) представляет собой стопку тонколистовых мембраны.

Давайте подробно рассмотрим систему очистки питьевой воды с использованием обратного осмоса.

По всему миру, домашние установки по очистке воды, включающие в себя стадию обратного осмоса, как правило, используются для улучшения качества питьевой воды имеют следующую типичную схему стадий очистки:

1. Седиментационный фильтр для отсеивания частиц коррозии и карбоната кальция
2. Необязательный второй седиментационный фильтр с меньшими по размерами порами
3. Активированный уголь для улавливания органических веществ и хлора, которые будут атаковать и ухудшать мембраны обратного осмоса
4. Фильтр обратного осмоса, который представляет собой тонкие плёночные мембраны (ТПМ) из композиционных материалов
5. Необязательный второй угольный фильтр, чтобы остановить те вещества, которые не были удалены обратным осмосом
6. Необязательный ультрафиолетовый излучатель, использующийся для дезинфекции любых бактерий и микробов, не отфильтрованных обратным осмосом

В некоторых системах угольный предварительный фильтр отсутствует и используется целлюлозно-триацетатная мембрана (ЦТА). ЦТА мембрана склонна к гниению, если не защитить её хлорированной воды, в то время, как ТПМ мембраны под воздействием хлора будут портиться. В ЦТА системах, выходной угольный фильтр требуется для удаления хлора из конечного продукта.