Осмос и обратный осмос: в чём разница
Обычный осмос — природное явление. Если разделить пресную и солёную воду мембраной, через которую проходит только вода, пресная сама начнёт перетекать в сторону солёной, пока концентрации не выровняются. Так вода поступает в клетки растений и животных.
В обратном осмосе процесс разворачивают. На сторону с «грязной» водой подают давление выше осмотического, и вода идёт в обратном направлении: из раствора с примесями через мембрану в чистую сторону. Соли, ионы металлов и крупные молекулы остаются перед мембраной и уходят в слив вместе с частью воды.
Технологию сначала развивали для опреснения морской воды, где солей в десятки раз больше, чем в речной. Сейчас та же мембрана стоит и в бытовых фильтрах, и на линиях розлива. Разница в масштабе: дома это один рулонный элемент размером с бутылку, на производстве — батарея мембран в стальных корпусах, насосы высокого давления и автоматика, которая следит за давлением и солёностью воды на выходе.
Что задерживает мембрана обратного осмоса
Поры осмотической мембраны настолько малы, что их принято описывать не диаметром, а способностью отсекать ионы. Через них свободно проходят молекулы воды и некоторые растворённые газы, а большая часть остального задерживается.
| Что в воде | Как справляется мембрана |
|---|---|
| Соли кальция и магния (жёсткость) | Задерживает большую часть |
| Натрий, хлориды, сульфаты | Задерживает большую часть |
| Нитраты, фториды | Заметно снижает, степень зависит от мембраны |
| Ионы тяжёлых металлов | Задерживает большую часть |
| Бактерии и вирусы | Задерживает, но мембрана не считается заменой обеззараживанию |
| Растворённые газы (CO₂, частично хлор) | Проходят, поэтому нужны угольный фильтр и другие ступени |
Из каких ступеней состоит система
Сама мембрана — дорогая и чувствительная деталь, поэтому перед ней ставят защиту, а после — доводку воды. Типичная схема выглядит так:
- Механическая фильтрация: картриджи задерживают песок, ржавчину и взвесь, чтобы они не забили мембрану.
- Угольный фильтр: убирает хлор и органику. Хлор разрушает полиамидные мембраны, поэтому эта ступень обязательна при работе с водопроводной водой.
- Насос и мембрана: давление продавливает воду через мембрану, часть воды с концентратом солей уходит в дренаж.
- Накопительная ёмкость или сразу следующая ступень.
- Постобработка: обеззараживание, минерализация, иногда угольный постфильтр для вкуса.
Куда уходит часть воды и почему это нормально
Мембрана не «копит» грязь, а постоянно смывает её. Поток вдоль поверхности мембраны уносит задержанные соли в дренаж. Без этого мембрана быстро зарастёт солями, особенно при жёсткой воде.
В бытовых системах на 1 литр очищенной воды в слив часто уходит от 1 до 3–4 литров, точная пропорция зависит от модели, давления и температуры. На производстве схемы сложнее, часть концентрата может возвращаться на повторную обработку. Холодная вода зимой проходит через мембрану медленнее, поэтому производительность осмоса в морозы, когда вода в трубах Астаны особенно холодная, обычно падает.
Почему после осмоса воду минерализуют
Вода после мембраны по составу близка к дистиллированной: в ней очень мало кальция, магния и гидрокарбонатов. На вкус она пресная, «пустая», а pH часто чуть ниже 7 из-за растворённого углекислого газа.
ВОЗ в материалах о воде после опреснения и обессоливания отмечает, что такую воду обычно реминерализуют: ради вкуса, стабильности и чтобы она была менее агрессивной к трубам и металлу. Технический регламент ЕАЭС 044/2017 для упакованной обработанной воды задаёт общую минерализацию в пределах 50–1000 мг/л, так что «нулевая» вода в бутылях продаваться как питьевая не может. Подробнее об этой ступени — в статье зачем минерализуют очищенную воду.
Осмос дома или вода в бутылях
Бытовой осмос под мойкой даёт чистую воду из крана, но требует обслуживания: предфильтры меняют раз в несколько месяцев, мембрану — раз в 1,5–3 года, а при пропуске замены угольного фильтра мембрана портится от хлора. Нужно место под мойкой и подключение к канализации.
Если ставить систему некуда или не хочется следить за картриджами, остаётся бутилированная вода, прошедшая ту же технологию на производстве. Asar Su готовит воду в своём цехе в Астане: механическая фильтрация, обратный осмос, ультрафиолет и минерализация. Цены на бутыли 19 л — на странице цены.