Вода проходящая через полунепроницаемую мембрану

Польза и вред отфильтрованной воды

Итак перечислим основные способы, делящие воду чистой и безопасной:

1. Кипячение. Один из самый популярный и дешевых способов сделать воду безопасной. В основном кипятят водопроводную, колодезную или артезианскую воду. В любом случае кипятить можно любую воду, если она не содержит нечистот, не имеет ярко выраженного запаха. Прокипятив такую воду, ее можно свободно употреблять или готовить на ней пищу.

2. Свечевая фильтрация. Популярные в России «кувшинчики» — это нечто иное, как система свечевой фильтрации. Мы называем фильтрующий элемент «картридж», а в Индии, например, его называют «свеча».

Вода заливают во внутреннюю камеру с фильтром, а стекает она в нижний резервуар. Свечевые фильтры имеют свои преимущества: они дешевы, надежны и не требуют расхода электроэнергии. Такой фильтр способен неплохо очистить воду от мелких загрязнений и даже некоторых бактерий.

Однако из-за пор, размер которых превышает размер большинства бактерий, пропущенная через такой фильтр вода, может оказаться небезопасной. Вместе с тем, картридж требует замены после определенного периода использования. В зависимости от качества фильтруемой воды, эффективность очистки воды меняется. Слишком загрязненная вода может попросту вывести картридж из строя.

3. Ультрафиолет. В России это не самый популярный способ очистки воду. Но в Индии с помощью ультрафиолета очищают воду во многих крупных городах. На самом деле ультрафиолетовые лампы используются как дополнительный элемент очистки воды и используются совместно с обычными домашними фильтрами. Ультрафиолетовое излучение способно уничтожить большинство бактерии и вирусов, находящихся в воде.

Недостатком такой системы является то, что она весьма дорогая, а количество воды, которое можно отфильтровать с помощью ультрафиолета очень небольшое. Для того, чтобы фильтр с ультрафиолетом эффективно очистил 5 литров воды и избавил ее от бактерии потребуется не менее 30 минут. Помимо этого будет расходоваться электричество, питающее ультрафиолетовую лампу. Кстати, ультрафиолет не очищает от асбеста, свинца и многих химикатов.

Фильтры обратного осмоса

Фильтры для воды, работающие по принципу обратного осмоса — одни из самых распространенных в нашей стране. Осмос — это процесс, при котором вода, проходящая через полунепроницаемую мембрану, получается более концентрированной.

Вы можете провести дома небольшой эксперимент, чтобы разобраться, как работает этот процесс.

Наберите полстакана воды и добавьте в нее одну ложку соли. Перемещайте и добавьте снова. Добавляйте соль до тех пор, пока она не сможет растворяться в воде.

Далее возьмите картофель средних размеров, почистите его и разрежьте на две половины. Возьмите небольшой нож и сделайте в картофелине небольшое углубление. Налейте в это углубление раствор соли, но не полностью, а только наполовину.

Далее возьмите большую чашку, наполнив ее чистой водой и положите в эту чашку картофелину. Не беспокойтесь – картофель не утонет. Примерно через 10 минут вы увидите, что уровень раствора в картофелине вырос. Таким образом, чистая вода, находящаяся в большой чашке, проникает через картофелину в раствор, делая его более жидким.

Это и есть процесс осмоса, когда растворитель, проникает через полунепроницаемую мембрану и делается более концентрированным.

Если раствор запустить под давлением, то растворитель (вода) вернется обратно в большую чашку. То есть процесс, при котором растворитель, находящийся в растворе, под давлением проникает через полунепроницаемую мембрану, достигая растворителя за пределами оболочки, называют обратный осмос.

По этому же принципу работает большинство фильтров для воды. Только здесь вместо раствора используется вода, которая будет очищаться. Под давлением эта вода проходит через множество слоев полунепроницаемой оболочки, делая эту воду чистой на выходе.

Польза и вред отфильтрованной воды

Вообще, термин «чистая вода» многими специалистами не всегда воспринимается как «здоровая вода». Объясняют это тем, что при фильтрации воды из нее удаляются как вредные, так и полезные вещества.

Даже водопроводная вода содержит множество полезных минерала, необходимые нашему организму для нормального функционирования.

Если долго пить воду, избавленную от этих веществ, то организм лишается основного источника магния, калия, натрия и кальция. Вот почему многие специалисты не рекомендуют пить отфильтрованную воду в течение длительного периода времени.

Так, например известный ученый Р. Даррел, занимающийся изучением различных способов очистки воды писал: «Отфильтрованная вода не способная сохранять жизнь даже в аквариуме с рыбками. Они попросту погибнут».

Это действительно так. Вода, содержащая в себе минералы необходимо для всех функций клеток. Без полезной воды организм будет отбирать полезные микроэлементы сам у себя, у отдельных органов, что в конечном итоге приведет к отказу одного из них.

Следует отметить, что отфильтрована или дистиллированная вода может быть полезна. Так, например, в краткосрочном периоде, такая вода может поглощать токсичные вещества в организме и выводить их, благодаря своей способности поглощать углекислый газ.

Однако, если пить такую воду на протяжении длительного времени, то она будет выводить из организма и полезные вещества, такие как магний, кальции и другие полезные минералы. Дефицит минералов приводит к повышенному давлению, повышает риск заболевания остеохондрозом, вызывает различные дегенеративные болезни.

Выводы

Неслучайно многие современные ученые считают, что раннее старание современного человека – это результат повышенной кислотности организма из-за недостатка минералов. Известный канадский ученый, врач, диетолог Золтан. П. Рона исследовал около 3 тысяч пациентов. В результате выяснилось, пациенты, принимавшие дополнительные минеральные добавки испытывали еще большую нехватку минералов, чем пациенты, не принимавшие добавок, а употреблявшие только неочищенную воду.

Это говорит о том, что ни одни, даже самые дорогие пищевые добавки, которые так разрекламированы сегодня, не способны заменить стакан чистой нефильтрованной воды.

Источник

Вода проходящая через полунепроницаемую мембрану

Омсукчанская золотодобывающая компания — наш клиент. Линия гравитационного обогащения запущена на Омсукчанской золотоизвлекательной фабрике 25 января. Её смонтировали всего за три месяца. Линия предназначена для переработки серебросодержащей руды с высокой концентрацией свинца.

АКЦИЯ! ОПТИОН И ЭКТОСКЕЙЛ!

Предлагаем вашему вниманию комплексоны (водный раствор цинкового комплекса ОЭДФ) — канистра 20 кг и (цинковый комплекс НТФ водный растворо) — канистра по 20 кг

по ценам 2018 года!

ЗВОНИИТЕ, ПИШИТЕ!

+7 (911) 975 19 38

Василькова Вероника Владимировна

office@akva-kompozit.ru

Представители ООО «АКВА Композит» участвовали с докладом на 4-й ежегодной конференции «ВОДА В ПРОМЫШЛЕННОСТИ — 2015 ” — водоочистное оборудование, технологии фильтрования, отстаивания, ультрафиолета, абсорбции, озонирования, глубокого окисления, нанотехнологии, автоматизация водоснабжения, приборы измерения и учета воды, комплексы анализа и контроля качества воды, насосы и арматура, новейшие решения и оборудование для систем водоочистки, водоподготовки, водоснабжения и водоотведения в металлургии, энергетике, машиностроении, цементной, химической, нефтегазовойи других отраслях промышленности.

Обратный осмос

Обратный осмос

Для систем обратного осмоса, наиболее частой проблемой являются:

— Отложения солей жесткости и оксидов железа
Эти отложения формируются ввиду присутствия солей жесткости и растворенного железа в исходной воде, поступающей на очистку, при некорректно работающей системе предварительной водоподготовки. Отложения могут стать причиной снижения КПД работы мембраны, а также ее повреждению и полному выходу из строя. Следует отметить, что мембрана является самым дорогостоящим элементом установки обратного осмоса.

Решения. В течение эксплуатации следует дозировать в воду, поступающую на очистку в систему обратного осмоса специальный ингибитор образования отложений Ameroyal 363. Для сервисного обслуживания системы обратного осмоса следует исопльзовать специальные реагенты для промывки Ameroyal C 800 (щелочной) или Ameroyal С 238 (кислотный). Использование обычных реагентов для промывки обязательно приведет к порче мембраны. Обратный осмос стал применяться как способ водоподготовки в середине прошлого века. Этот метод планировался для использования для получения питьевой воды на морских судах и на подводных лодках армии США вместо дистилляции. На Западе прекрасно осознают все преимущества и недостатки систем водоподготовки на основе обратного осмоса.
Положительные стороны данного метода ярко проявляются там, где в качестве исходной воды имеется только морская и нет никаких источников пресной воды с низким содержанием солей и взвешенных веществ. Если имеется источник пресной воды (река, озеро или артезианская скважина) то необходимо произвести точное сравнение того, какая система очистки воды будет наиболее эффективна не только с технической, но и с экономической точки зрения.
В противном случае, система обратного только осмоса только кажется достойной альтернативой системам ионного обмена, установкам для дистилляции воды и фильтрующим установкам.

Процесс обратного осмоса

Основной элемент установки обратного осмоса – фильтрующая полунепроницаемая мембрана, через которую под давлением проходит вода. Если коротко то, обратный осмос – это противоположность природному осмосу воды. Осмос – это способность воды проникать, от менее концентрированного раствора соли к более насыщенному через полунепроницаемую мембрану. При обратном осмосе, под давлением, создаваемым специальным насосом, вода проникает от более насыщенного к более разбавленному, слабому раствору соли через полунепроницаемую мембрану. Мембрана – это фильтр, который имеет имеет размер фильтрующих элементов равный размеру молекулы воды и не пропускает примеси. В итоге образуются два потока воды: пермеат (практически деминерализованная вода, прошедшая через мембрану) и концентрат (поток, содержащий все соли и примеси, извлеченные из воды, прошедшей через мембрану).
Таким образом, при обратном осмосе из воды извлекаются все примеси. Эти примеси остаются в концентрате, который вынужденно поступает в сток. Обратный осмос – плюсы и минусы Обратный осмос – процесс очистки воды, при котором целевой продукт – деминерализованная вода. Большая часть минералов, растворённых в воде, по своему размеру больше чем молекулы воды, и это обуславливает не проходимость через полунепроницаемую мембрану, поэтому и убираются из воды. Таким образом, вода полностью очищается от кальция, магния, железа, соли. Помимо этого, при очистке воды установкой обратного осмоса удаляются некоторые вредные химические вещества из воды. Обратный осмос – вред: неудаление летучей органики и хлора. Необходимо знать то, что обратный осмос не очищает воду от некоторых составляющих, так как система фильтрации обратным осмосом не была разработана для применения в централизованных системах питьевого водоснабжения. Водопроводная вода имеет такие составляющие как хлор, и органические летучие вещества, такие как гербициды и инсектициды. Величина их молекул меньше молекул воды, и это означает, что они свободно проникают через мембрану, и остаются в уже очищенной воде. Обратный осмос: вред для здоровья. Обратный осмос, даже при всех своих преимуществах перед дистилляцией, все ещё остается достаточно неэффективным способом очистки воды.

В среднем, установка обратного осмоса расходует три кубометра воды, для производства одного кубометра очищенной.

Источник

По ту сторону чистоты: что может и чего не может обратноосмотическая мембрана

Обратноосмотическая вода — во всех смыслах иллюстрация дихотомии H2O / Примеси.
Мы в АКВАФОР привыкли, что мир делится на:

1. тех кто считает, что осмотический фильтр чистит все, кроме кармы и совести
2. и тех, кто подливает осмотическую воду в чай врагу, считая ее мертвой.

Оба предположения являются вопросами личной веры. Мы же ставим задачу рассказать о том, как дела с осмотической водой обстоят в реальном мире и добавить пастельных красок в имеющуюся черно-белую картину.

Поговорим о принципе работы мембраны, об отличии осмотической воды от дистиллята и электролита, а также о том, стоит ли искать в ней поры и варить в кислоте.

Сделано военными учеными для подводных лодок?

Если бы аббат догадался сжать пузырь с вином и «выдавить» из него лишнюю воду — мог бы заодно изобрести и обратноосмотический фильтр.

Позднее к исследованиям подключились естествоиспытатели, ботаники и физиологи, интересовавшиеся природными проявлениями осмоса, в частности, питанием растений и клеток человеческого организма. Отдельную ветку интересантов составили физики и химики, которых беспокоила задача “повторить процесс в промышленных масштабах” для обессоливания пресной воды и опреснения морской.

Принцип работы бытовой обратноосмотической мембраны

Сегодня обратноосмотическая мембрана — это тонкая полимерная пленка, нанесенная на инертную подложку, полностью проницаемую для воды. Важнейшим свойством мембраны является способность набухать — то есть вступать в реакцию с молекулами и связываться с ними. Этот процесс называется гидратацией. Другие растворенные в воде вещества не могут вступать в реакцию с материалом мембраны и когда к набухшей мембране прикладывается давление воды в водопроводе, только молекулы воды начинают просачиваться (выдавливаться) через мембрану.

При переходе воды через мембрану, концентрация растворенных веществ перед мембраной растет, и соответственно растет осмотическое давление.
Если осмотическое давление сравняется с давлением в системе, переход воды через мембрану прекратится. Чтобы этого не произошло, концентрат постоянно сбрасывается в дренаж.

Из чего производят современные мембраны?

В течение последних десятилетий материалы мембраны видоизменялись, из наиболее распространенных отметим:

— Полиацетатные
Целлюлоза. Старое поколение полупроницаемых мембран, которые пропускали до 50% нитратов. Наличие угольной предфильтрации в данном случае не помогает, ведь она также не “видит” нитраты. Целлюлозная основа полиацетатных мембран провоцировала активное размножение бактерий.

— Полиамидные
В последнее десятилетие широкое распространение получил этот тип мембран, а конкретно благодаря устойчивости к биопрорастанию и селективности 92 — 99%. В своих обратноосмотических системах АКВАФОР использует Полиамид 66, который по сути является нейлоном.

Следует различать бытовые тонкопленочные мембраны и мембраны, которые используются для опреснения морской воды. Принцип работы этих мембран один и тот же, однако технически мембрана для опреснения устроена иначе. Чтобы “отжать” H2О из морской воды придется предолеть её более высокое осмотическое давление, тонкопленочная мембрана в таких условиях порвется. Для работы с высокими нагрузками при опреснении, требуется иное техническое исполнение: мембрана делается из других материалов и имеет более плотную подложку (например, керамическую).

Осмос — не сито!

Мнение о том, что мембрана работает за счет наличия в ней “очень маленьких пор” не соответствует действительности. Обратноосмотическая мембрана не имеет пор. Разделение воды на пермеат (очищенную воду) и ретентат (концентрат примесей, уходящий в дренаж) происходит за счет процесса, схожего с передачей электрического тока через металлический полупроводник.

Механизм передачи молекул воды через мембрану похож на процесс передачи тока по металлическому проводнику. В нем также, как и в мембране нет отверстий, тем не менее ток в виде электронов следует через материал из места, где их много в направлении меньшей “концентрации”.

Почему селективность мембраны не всегда 100%?

Сравним фильтрационные способности сорбционных и обратноосмотических фильтров по типам загрязнений:

Не все примеси подлежат 100% удалению даже обратноосмотической мембраной. Напомним, изначально мембраны создавались для обессоливания воды (в местностях, где питьевая вода заметно соленая, но еще не морская). Поэтому стандартные испытания на удаление солей мембраной проводились по раствору поваренной соли (хлорида натрия). И действительно, осмос может обеспечить удаление соли на 99%. Однако, когда вода очень жесткая, эффективность может снижаться до 93-95%, за счет увеличения “проскока”.

Для бытового осмоса чаще всего используют мембраны с селективностью от 97 до 99%. Их нормируют по хлориду натрия, но это не значит, что так же будет и по другим веществам. У разных загрязнителей ”проскок” может отличаться, это зависит от их природы. Например, некоторые соединения бора проходят через мембрану довольно успешно, другие же соединения, например, большие органические молекулы, наоборот, удаляются практически на 100%.

“Проскок” происходит по трем причинам:

1. “Мимикрия”. Если в воде присутствует что-то, по своему химическому поведению похожее на молекулу воды, оно может образовывать связи с материалом мембраны и “проходить за компанию”.
2. Диффузия, о ней расскажем подробнее дальше.
3. Повреждения или плохое качество мембраны.

О мимикрии. Представьте линию рабочих, передающих по цепочке кирпичи. Если несколько кирпичей заменить на что-то очень похожее, то есть «тяжелое и прямоугольно-параллелепипедное», вряд ли кто-то в цепочке заметит подмену.

Любая мембрана пропускает какое-то количество растворенных веществ, именно поэтому измерения солесодержания (а на самом деле — электропроводности) с помощью TDS-метра показывают результаты очень низкие, но не нулевые. Эффективности TDS-метра, кстати, посвящен предыдущий пост.

Диффузия — параллельный процесс

Одновременно с процессом переноса молекул воды через мембрану, происходит и процесс диффузии растворенных веществ через нее же. Чем больше градиент концентрации, тем больше диффузия. Конечно, результат этого процесса определяется и природой диффундирующих веществ: какие-то из них более «пронырливы», какие-то менее. При прочих равных, большие органические ионы диффундируют хуже маленьких, «шустрых» ионов щелочных металлов.

По сравнению с основным переносом молекул воды через мембрану, количество диффундирующего вещества мало, и в бытовой водоочистке им можно пренебречь. Тем не менее, именно по этой причине селективность мембраны составляет не 100%.

Результат диффузии обычно заметен в первой порции воды после длительной стагнации — простоя фильтра. За это время концентрация солей по обе стороны мембраны успевает выровняться. В «продвинутых» фильтрах есть специальные ухищрения, чтобы бороться с этой проблемой.

Любой материал подвержен диффузии. Думаете полиэтилен герметичен? Газы через него проходят со свистом, хоть и тихим. Гораздо быстрее диффундирует гелий из воздушного шара.

Что не чистит даже обратноосмотический фильтр?

Есть вещества, которые легко обманывают мембрану. Среди них — бор/бораты. При нейтральном рH бор находится в растворе в виде молекулы H3BO3 и по некоторым свойствам очень напоминает мембране воду. Это позволяет бору проходить через мембрану за компанию. Если рН изменить на щелочной, то бор будет находиться в растворе в виде заряженного иона — аниона борной кислоты или тетрабората. В виде аниона, бор уже отлично отсекается мембраной.

Для некоторых легколетучих органических соединений характерна высокая диффузионная активность. Например, хлороформ способен проникать через мембрану, однако легко удаляется угольным предфильтром. Мембрана не предназначена для удаления газов, в частности, сероводорода. Жителям мегаполисов переживать не стоит, воду с сероводородом не поставят в водопроводную сеть, а бор токсичен не во всех формах. Борную кислоту, например, закапывают детям в уши.

Факторы “здоровья” мембраны

Причины по которой мембрана выходит из строя:

1. Физическое повреждение
2. Потеря способности к гидратации из-за воздействия хлорированной воды или других окислителей (озонирование) либо из-за высыхания мембраны. Процесс может стать необратимым, поэтому нельзя допускать высушивание уже поработавшей мембраны. А чтобы предотвратить порчу мембраны из-за хлора, обратноосмотический фильтр обязательно имеет в составе угольные блоки предварительной очистки.
3. Осаждение на поверхности нерастворимых солей и механических примесей, присутствующих в воде (плохая/недостаточная предфильтрация)
4. Недостаточный поток воды в дренаж или “экономия” дренажной воды.

Лучшее — враг хорошего?

Парадоксально, но способность практически полностью очищать воду от примесей может рассматриваться многими как недостаток. В минусы записывается и сам принцип фильтрации с использованием дренажной воды под эгидой подсаживания на “иглу эксплуатационных расходов”. Мы составили небольшой FAQ по этим и похожим вопросам.

1. “Мертвая” ли вода? (наше любимое)

Что имеют ввиду любители термина “мертвая” вода, нам до конца не ясно. С точки зрения официальной науки нет ни живой, ни мертвой воды. Практически каждая молекула Н2О на планете когда-то побывала и в капле дождя, и в продуктах жизнедеятельности какого-нибудь организма. Нет никаких сказочных свойств воды — существует ее круговорот в природе, а также отличный способ почистить мембраной водный раствор от всего наносного. Сказки предлагаем рассматривать лишь в качестве культурологического ресурса, ведь нашему организму требуется именно H2O, остальное делится на две группы:

1. опционально, поскольку поступает с пищей;
2. вредно для здоровья в краткосрочной или долгосрочной перспективе.

Отсутствие в питьевой воде примесей, а с ними и так называемых “полезных минералов”, не выдерживает диетологической критики. Кальций практически не усваивается нашим организмом из воды, поскольку находится там в форме неорганических солей. Даже если бы этот кальций усваивался, было бы сложно выпить 17 литров московской воды средней жесткости, чтобы удовлетворить суточную потребность в этом элементе — около 1000 мг. Хорошо усваиваться из воды может только магний, но об этом мы говорили отдельно.

2. Дорого покупать и дорого содержать?

Пришлось провести серьезный расчет и выяснить, что 300 рублей за кубометр чистой воды — это примерно 30 копеек за литр. Предлагаем сопоставить со стоимостью литра питьевой воды в магазине, ведь её качество в пластике аналогично, если не хуже. В зависимости от пафосности торговой точки, цена литра той же осмотической воды составит от 15 рублей.

3. Почему обратноосмотическая вода — не дистиллят?

Вода для нас это не пища и не способ получения “кирпичей” для строительства организма. Это среда, в которой проходят химические и физические процессы организма. Причем сама она достаточно инертна и в этих процессах почти никогда не участвует. Мы ее не расщепляем на водород и кислород, в теле не проходит процесс электролиза.

Понимая эту роль воды, пить можно и дистиллированную воду, в которой нет “полезных минералов”. Имея сбалансированное питание, вы не получите никаких проблем.

Опасность дистиллированной воды в том, что она как раз может быть “грязной”. Выпаривание не избавляет воду от примесей органических веществ, температура кипения которых ниже 100С.

Между водой после обратноосмотической мембраны и дистиллированной водой огромная разница. Обратный осмос не полностью отсекает растворенные соли, при дистилляции же именно соли полностью остаются в перегонном кубе. С другой стороны органические летучие вещества в процессе дистилляции перемещаются с паром в дистиллят, в то время как мембрана их неплохо удаляет. Кроме того, раньше дистилляторы имели резиновые трубки, что добавляло “невкусности” полученной воде.

4. Почему обратноосмотическая вода — не электролит?

Электролит — это любая жидкость проводящая электрический ток. Например, суп или компот. То есть все жидкое, что проводит электрический ток за счет передвижения ионов.

5. Нужна ли мембране промывка?

Промывку мембраны действительно делают. Однако, это относится к промышленным мембранам. Для их промывки, в зависимости от того, какие именно частицы “налипли” на мембрану, используют целый арсенал специальных составов: щелочные, кислотные детергенты, ПАВы и так далее. В случае с промышленными мембранами, об этих частицах известно все и состав подбирается индивидуально.

Смотреть ролики в youtube о том, как мембраны варят в лимонной кислоте немного грустно, ведь на наших глазах люди тратят время зря — мембрана теряет свои свойства от высокой температуры.

Что мы хотели сказать?

Вода должна быть незаметна в чае.

Источник