Для чего нужен накопительный бак для фильтра обратного осмоса и как он устроен

Устройство и принцип работы

Любая система обратного осмоса снабжена специальным фильтром, основой которого является мембрана, способный пропускать только молекулы воды и другие химические элементы меньшего размера.

Принцип работы обратного осмоса

Обратный осмос имеет специальную осмотическую мембрану. Она пропускает через себя только молекулы водорода, кислорода и других химических элементов меньшего размера. Различные соли и другие вещества, которые делают воду излишне жесткой, попадают в канализационную систему

Таким образом, вода из водопровода, которая проходит через мембранный фильтр и не содержит примесей, поступает в специальный резервуар, который поставляется в комплекте.

Мембрана является очень деликатным элементом, не переносит контакта крупных и твердых предметов, которые могут повредить ее поверхность.

Из-за этого, имеются дополнительные фильтры, задача которых-удалить все крупные вещества, которые могут повредить мембранный фильтр. Из всего объема, поступающей в систему очистки, только треть остается для употребления, собираясь в резервуаре для хранения.

Некоторые системы очистки оснащены дополнительными фильтрующими элементами, которые повторно фильтруют уже очищенную и насыщают её минералами, тем самым улучшая ее качество. Чтобы полностью понять принцип очистки с помощью обратного осмоса, нужно разобраться во всём по порядку:

Процесс очистки воды

• Вода поступает на предварительную очистку из системы городского водопровода. Все крупные элементы, способные повредить мембрану остаются на фильтре предварительной очистки.
• Дальше, поступает на мембранный фильтр обратного осмоса.
• Одна треть поступает в накопительный бак и в итоге на стол к потребителю, остальные две трети – в систему водоотведения.

Вода, находящаяся в продаже в магазинах, даже приближенно не может сравниться по качеству с прошедшей очистку системой обратного осмоса.

Вентиль на накопительный бак, фильтрационный блок

Устанавливая обратный осмос своими руками, потребуется правильно смонтировать накопительный бак. Его потребуется смонтировать на специальной подставке или на кронштейнах. Если пространства под мойкой недостаточно, бак потребуется поставить рядом, например, на шкафу в кухне.

Далее к резьбовому соединению бака прикрепляют кран из пластика. На резьбу потребуется накрутить фум-ленту. Кран накручивают на нее до упора вручную. Инструмент для этого применять не нужно. В фитинг крана потребуется вставить пластиковую трубку. Второй конец подсоединяется к постфильтру.

Далее нужно при помощи манометра проверить давление в баке. Затем при необходимости нужно немного его увеличить.

Устанавливая обратный осмос своими руками, потребуется перейти к установке фильтрационного блока. Стоит учесть, что трубки, которые поставляет производитель, имеют длину 1,5 м. Причем они не должны быть натянуты, иметь перегибы. Можно подвесить блок на внутреннюю стенку шкафчика.

К шаровому вентилю нужно обеспечить свободный доступ. Фильтры, осуществляющие предварительную очистку, закреплены на планке. Ее можно повесить на стенке шкафчика под мойкой. К этому месту должно быть легко добраться. В этом случае замена фильтров обратного осмоса своими руками не вызовет проблем. Расположение каждого фильтра в блоке нельзя менять. В противном случае система не будет работать правильно.

Установка дополнительных приспособлений

Работу даже такого серьезного оборудования, как обратноосмотический фильтр, можно сделать более эффективной, установив дополнительные элементы.

Такие, как например:

• Регулятор давления. Оборудование предназначено для защиты элементов водопровода от перепадов давления, превышения допустимых значений на входе в фильтрационную систему и компенсации гидроударов.
• Система защиты от протечек. Устанавливается перед фильтром и перекрывает воду в случае протечек и попадания на нее воды. Минимизирует риски и ограничивает размер нанесенного ущерба, но не исключает полностью возможность утечек.
• Нитратный префильтр. Используется для эффективного удаления нитратов, место монтажа согласовывается со специалистами.
• Ледогенератор. Подключается через тройник в разрыв соединительной трубки, ведущей к питьевому крану.

Перед установкой фильтра измеряют манометром давление в магистрали. При значениях больших, чем 6,6 атм., устанавливают редуктор, при меньших, чем 2,2 атм., устанавливают насос, который будет создавать больший напор.

Для устройств, которые чаще всего используются чтобы улучшить функциональность обратного осмоса, далее приведено более подробное описание.

Элемент #1 — насос повышения давления

Мембранный фильтр, который является основой обратноосмотической системы, может полноценно функционировать только при определенном напоре воды в частном доме или квартире.

Если максимальное давление не превышает 2,8 атм., то для нормальной работы фильтра необходимо дополнительно установить помпу.

Если приходится докупать оборудование, то лучше это делать у одного производителя и руководствоваться разработанными им схемами подключения.

Пример одной из возможных схем. Насос может размещаться в разрыв поводящей трубки перед первым префильтром, а также после второго или третьего

Устанавливают насос только в паре с датчиком регулировки давления, который отвечает за его включение при падении давления и выключение при его скачке до максимума.

Датчик монтируют перед накопительным резервуаром, в разрыв трубки. При плохом качестве водопроводной воды перед насосом устанавливают магистральный фильтр грубой очистки.

Закрепляют насос повышения давления на горизонтальной или вертикальной поверхности с помощью специального кронштейна и шурупов

Если существует опасность усиления напора воды в системе до 3—4 атм., то для предотвращения протечек перед насосом нужно установить специальный клапан понижения давления.

Элемент #2 — ультрафиолетовая лампа

Иногда в обратноосмотическом фильтре складываются благоприятные условия для бурного развития микроорганизмов в следствии повышения температуры воды или  простоя системы в течение длительного времени.

Это приводит к обрастанию префильтров микроорганизмами, снижению напора и ухудшению производительности оборудования. И тогда для дезинфекции воды используют ультрафиолетовые фильтры.

Устройство состоит из таких частей: нержавеющего корпуса с УФ лампой, находящейся внутри и блока питания, который преобразует напряжение в сети в значения, необходимые для работы лампы и предохраняет ее от скачков напряжения.

Вода, проходя внутри корпуса, просвечивается ультрафиолетовыми лучами и обеззараживается.

УФ лампа может устанавливаться после фильтра или перед ним. При монтаже лампы перед фильтрационным блоком ее часто используют в комплекте с префильтром

Место установки ультрафиолетовой лампы может зависеть от тех целей, которых необходимо добиться:

• на входе в фильтр – для устранения сильных биологических загрязнений водопроводной воды;
• между краном и емкостью – для защиты от попадания в бак микроорганизмов из питьевого крана.

На лампе для удобства монтажа предусмотрены две клипсы, которые помогают закрепить ее на блоке фильтрации или на любой другой поверхности.

Элемент #3 — минерализатор для воды

Вода, прошедшая через мембранный фильтр, на 90—99% очищается и избавляется от любых примесей, в том числе полезных и необходимых организму минеральных элементов. Такая вода кисловата на вкус.

Минерализаторы восполняют недостаток необходимых минералов, корректируют уровень PH. Картриджи-минерализаторы разных торговых марок могут отличаться по своему составу и ресурсу и обогащать воду кальцием, цинком, магнием, другими элементами.

Установку минерализатора проводят после мембранного фильтра и подключают преимущественно к двойному крану. Таким образом, у пользователя появляется возможность выбора между простой очищенной и минерализованной водой

В некоторых моделях фильтров обратного осмоса минерализатор играет также роль фильтра и устанавливается как последняя ступень очистки.

Установка фильтрующих элементов и накопительного бака

Модули фильтрационной системы нужно компактно и удобно скомпоновать под раковиной. Выбираем стенку, на которой будет висеть блок фильтров, и вкручиваем в нее шурупы. Дальше действуем по такой схеме:

• Устанавливаем картриджи в колбы фильтров, четко соблюдая очередность, прописанную в инструкции.
• Вставляем мембрану в корпус.

Трубки для соединения частей фильтра смазываем силиконом и подключаем в правильном порядке.

Схема подсоединения трубок:

• Трубка подачи воды – входное отверстие первого фильтра.
• Накопительный бак – входное отверстие фильтра 5-й ступени.
• Выход 5-й ступени – питьевой кран.
• Выход мембранного фильтра (4-я ступень) – дренажное отверстие (хомут).

Как подсоединяются трубки:

• Обрезаем трубку по размеру под прямым углом (должен быть небольшой запас, трубка будет заглублена на 1,5–2 см с каждой стороны).
• Нажимаем пальцами на цангу – пластиковое кольцо, которое выступает из колбы, – и аккуратно достаем заглушку. Если она не вынимается, нужно нажать немного сильнее, чтобы давление было равномерным.
• Снова надавливаем на цангу и вставляем трубку так, чтобы она вошла до упора.
• Надеваем стопорную клипсу-полукольцо на цангу.
• Проверяем качество соединения, потянув трубку на себя.

Чтобы подключить накопительный бак, на резьбу патрубка, уплотненную ФУМ-лентой, закручиваем кран из комплекта, а в него вставляем нужную трубку.

На следующем изображении – схема установки системы с минерализатором.

Подробности монтажа наглядно продемонстрирует следующее видео.

Классификация по типу установки – погружные или поверхностные насосы

Все насосы бывают погружными или поверхностными. Это классификация определяет расположение оборудование и принцип его работы.

Погружные насосы имеют особенную конструкцию для полного погружения в перекачиваемую жидкость. Эти специализированные насосы используются в различных промышленных и коммерческих целях, встречаются и на территории частных домов.

Конструкция погружного насоса имеет определенные особенности:

• оснащен водонепроницаемыми кабелями, которые подают питание непосредственно на двигатель. Поскольку речь идет о погружении в воду, производители продумывают защиту от негативного воздействия водной среды на материалы агрегата;
• двигатель и корпус турбины соединены между собой;
• механические и электрические элементы управления находятся в защитном корпусе, чтобы не допустить попадание воды.

Для эффективной и бесперебойной работы оборудования через насос должно проходить достаточное количество жидкости. Если это недопустимо в силу конструктивных особенностей и условий эксплуатации, тогда в насосе присутствует кожух с закрытым верхом. За счет этого жидкость подается в насос.

Для надежной и длительной работы погружных насосов важно обеспечить дополнительную защиту от перегрузки. Поскольку отслеживать его состояние и исправность сложнее (агрегат находится на глубине), важно продумать систему защиты для продления срока службы оборудования

Также должна быть исправной и срабатывать система автоматического отключения насоса в случае остановки двигателя или заклинивания рабочего колеса. Если такая проблема будет иметь место, сложно предотвратить повреждение обмоток двигателя.

Погружные насосы бывают разных размеров, который зависит от сферы их применения – бытового или промышленного. Для тяжелых условий эксплуатации используют крупные насосы с возможностью перекачивания частиц диаметром до 65 мм. В промышленных условиях может иметь место двухуровневая система насоса путем соединения дух агрегатов. Так, можно обеспечить бесперебойность работы даже при выходе одного из строя. Плюсом такой системы будет снижение износа каждого насоса.

Погружные насосы устанавливают в следующих местах:

• глубокие колодцы;
• подвальные помещения с рисками затопления;
• в паре с обычным насосом, чтобы предотвратить выход из строя одного устройства, двигатель которого может забиться загрязненной жидкостью;
• в местах с ограниченным пространством;
• сельскохозяйственные постройки;
• трубопроводы с целью увеличения потока воды. Допустима горизонтальная установка насоса. Они бесшумные, поэтому использовать погружные насосы в трубах оптимально. Более того, двигатель и электрические детали закрыты для попадания жидкости.

Погружные насосы нельзя использовать при повышенных температурах жидкостей, в условиях агрессивной окружающей среды, в источниках с абразивными элементами, с твердыми частицами увеличенных фракций.

В погружных насосах система управления предназначена для контроля над уровнем жидкости. Она должна запускать или останавливать работу оборудования при достижении определенного уровня жидкости

В таких насосах важно исключить работу на сухую, что может привести к выходу из строя двигателя. Для этого производители оснащают модели насосов дополнительными функциями и сигналами тревоги.

Современные погружные насосы – это высокоэффективное оборудование, которое считается безопасным в использовании. Это долговечные двигатели со сроком эксплуатации свыше 40 лет. Это отличный вариант для перекачивания воды из источников, когда нужно полностью погрузить насос в жидкость или установить его ниже уровня земли.

Повара, бариста и специалисты по здоровому питанию рекомендуют обратный осмос.

На заметку

Лучше всего готовить еду и напитки на мягкой, умеренно минерализованной воде. Жесткая вода не подходит для кулинарии, потому что из-за избытка минералов вода плохо “вбирает” вкусы и ароматы. Вода совсем без минералов непривычна на вкус.

Качественный бытовой фильтр обратного осмоса после глубокой очистки добавляет в воду полезные минералы (например, магний) в оптимальной концентрации. И доводит уровень кислотности воды (pH) до нейтрального.

Вода с небольшим содержанием минералов и нейтральным уровнем pH благоприятна для здоровья. Она подойдет для людей с нарушением кислотно-щелочного баланса и с чувствительным пищеварением. Умеренно минерализованная вода ускоряет выведение токсинов, помогает нам лучше усваивать пищу и получать от нее максимум пользы и удовольствия.

Миф № 2

Большое количество сточных вод.

Да, на основе принципа обратного осмоса образуется некоторое количество промывочных вод, используемых для очистки и промывки мембраны от отфильтрованных ею загрязняющих веществ. Этот сложный процесс позволяет не менять дорогостоящую мембрану по несколько лет. Также он держит всю систему в чистоте, поскольку большинство вредных примесей сливаются в канализацию, а не находятся в ловушке внутри корпуса фильтра. При этом сточная вода является достаточно чистой, может быть собрана и использована для полива растений, бытовых очистительных мероприятий.

Что говорит наука об обратном осмосе?

Разочарованием для поклонников теории вреда образного осмоса станет следующий факт, который ученые выдвинули уже давно. Дело в том, что употребление в пищу воды без минералов и с ними никоим образом не влияет на общий уровень солей в организме человека. Уровень содержания солей в человеческом организме примерно равен уровню солей в Балтийском море. То ест он примерно в 150 раз ниже, чем уровень солей в очищенной методом обратного осмоса воде. Если учитывать, что человеческий организм не усваивает минералы из воды и то, что все необходимые минералы можно получить в избыточном количестве из пищи, то можно сделать вывод, что употребление воды очищенной методом обратного осмоса никак не вредит здоровью.

Также врачи рекомендуют очищать питьевую воду, поскольку употребление загрязненной воды приводит к нарушению работы организма и никак не способствует пополнению уровня минералов.  Намного правильнее будет получать минералы в необходимом количестве из пищи. Не стоит забывать о том, что продукты, которые каждый из нас употребляет практически каждый день, содержат очень много полезных элементов. Достаточно есть фрукты, овощи, пить молоко и все у вас с минералами будет в порядке. К тому же ученые подсчитали, что для того чтобы получить из воды все необходимые минералы, человек должен выпивать в сутки не менее тысячи литров такой воды, что в принципе нереально.

Замена картриджей

Ресурс каждого модуля указан в сопроводительных документах.

Максимальная продолжительность использования осмотического картриджа составляет 2 года, остальных – 1 год.

Однако, реальное состояние воды в большинстве населенных пунктов настолько плохое, что фактически модули приходится менять чаще.

Срок годности составляет:

• механического блока от 3 до 6 месяцев;
• сорбционного – от 5 до 6 месяцев;
• осмотического от 12 до 18 месяцев, финишного – 1 год.

Понять, что возможности картриджа исчерпываются можно по уменьшению производительности комплекса, появлению накипи, привкуса, легкого запаха у воды.

Цены на блоки минимальны, поэтому лучше оформить заказ непосредственно на портале компании Барьер.

• Стоимость модулей к модели К-Осмо приблизительно равна 600 руб.
• Картриджи механика имеют совсем небольшие цены, едва превышающие 100 руб.
• Модули для первых трех ступеней очистки в фильтрах Профи Осмо часто предлагаются в комплекте, который стоит чуть более 740 руб.
• Цена набора для двух последних картриджей приближается к 3000 руб.
• Подобный комплект из двух блоков для Waterfort OSMO стоит почти 4000 руб.
• Цена минерализатора почти в 10 раз выше, чем механических модулей. Он стоит больше 1400 руб.

Замена картриджа выполняется в соответствии с указаниями производителя, отображенными в инструкции. Особенно просто это делается с фильтром К-Осмос.

Как работает промышленный обратный осмос

Системы промышленного обратного осмоса получают воду для очистки из водопровода, выделенные примеси отправляются в канализацию. Технологический процесс очистки воды включает в себя несколько этапов:

• Предварительная подготовка воды.

• Фильтрация жидкости через мембрану обратного осмоса.

• Сбор очищенной воды в накопителе.

• Итоговая очистка.

• Раздача очищенной воды через специальный кран.

Начинается процесс промышленного обратного осмоса с предварительной подготовки воды. Мы уже говорили, для чего это делается. Различные взвеси и крупные частицы быстро засорят обратноосмотическую мембрану и выведут ее из строя, а это самая дорогая деталь системы. Чтобы этого не допустить, на этапе предочистки вода проходит три фильтра, прежде чем дойти до мембраны. Каждый следующий фильтр улавливает все более мелкие загрязнители.

Первый механический полипропиленовый фильтр улавливает песок, мельчайшие фрагменты ржавчины и другие подобные примеси размером 0,5 микрон и более. Далее вода проходит через угольный фильтр, который очищает ее от химических и органических примесей: хлора, нефтепродуктов, пестицидов, соединений железа, тяжелых металлов и т. д. Последним в этом цикле стоит механический фильтр, удаляющий примеси размером один микрон и меньше. Подготовленная таким образом вода теперь содержит частицы, доступные только мембране.

Промышленный обратный осмос воды на молекулярном уровне не может проходить быстро, поэтому производительность установок обратного осмоса сравнительно невелика. Например, бытовые установки такого типа могут в сутки очистить от 150 до 300 литров воды. Скорость работы мембраны может несколько изменяться, в зависимости от температуры и степени загрязнения воды. Однако главным фактором будет давление жидкости. Чем оно сильнее, тем быстрее идет процесс.

Очищенная вода собирается в накопительном баке, объем которого у бытовых фильтров составляет от 4 до 12 литров, в зависимости от производительности и модели. Накопительные баки изготавливают из высококачественной стали и сверху покрывают эмалью. Бак внутри имеет две камеры, разделенные силиконовой мембраной. Верхняя постепенно наполняется очищенной водой, а в нижней находится воздух под давлением.

При сливе воды из верхней камеры мембрана поднимается, поддерживая сверху давление, необходимое для слива воды из бака. Бак имеет ниппель со стороны нижней камеры, чтобы в случае необходимости можно было отрегулировать давление воздуха в накопительном баке. Сверху на накопительном баке имеется резьба для накручивания крана для забора воды.

Итоговая очистка воды из бака происходит через последний фильтр, который позволяет получать из крана гарантированно безопасную питьевую воду.

Отдельный кран для подачи очищенной способом обратного осмоса питьевой воды выводится возле кухонной мойки или на столешницу. Водопроводная вода для хозяйственных нужд идет через обычный кран.

Если потребитель заботится о своем здоровье и хочет использовать в пищевых целях воду высшего качества, к системе очистки воды способом обратного осмоса можно добавить картриджи с минералами для восстановления природной структуры воды.

Минерализатор насытит воду правильным количеством натрия, магния, кальция. Натрий важен для поддержания нужной кислотности в организме. Магний способствует поддержанию здоровья, участвуя в огромном количестве обменных процессов организма, препятствует образованию онкологических заболеваний, склероза, камней в почках

Кальций является важной составляющей костей, зубов. Он необходим для нормальной работы сердца, мышц, нервной системы.

Значительно улучшит качество воды и приблизит к ее идеальной природной структуре установка биокерамического картриджа. Картридж наполнен запеченными глиняными шариками, внутри которых находится турмалин – минерал, излучающий волны из длинноволнового инфракрасного диапазона.

Инфракрасное излучение непосредственно примыкает к красной части видимой области спектра солнечного излучения и обладает способностью передавать энергию окружающей среде. Молекулы воды под воздействием энергии длинноволнового инфракрасного излучения приобретают правильную природную структуру.

Глубокое излучение инфракрасного цвета (Far Infrared Radiation) специалисты называют «лучом жизни». Вода, прошедшая через биокерамический картридж, оказывает благоприятное воздействие на людей, растения и животных, активизируя обмен веществ, улучшая состояние клеток и работу сердечно-сосудистой системы.

Читайте материал по теме: Вредные примеси в воде: виды и способы очистки

Принцип работы мембраны обратного осмоса

1.    В зависимости от способа изготовления различают следующие мембраны для фильтров обратного осмоса:

• Полимерные сплавы сухой, мокрой и сухо-мокрой формовки.
• Полиэлектролитные комплексы.
• Изготовленные по принципу выщелачивания полимеров.
• Мембраны, поры которых образованы с использованием ядерных частиц.

2.    В зависимости от принципа действия и особенностей материала мембраны бывают:

• монолитными;
• пористыми.

В отдельную группу выделяют мембраны, изготовленные по принципу асимметрии. У таких изделий поверхностные слои имеют более высокую плотность по сравнению с общей массой. Качественные параметры мембран обратного осмоса классифицируются по следующим критериям:

• показатель проницаемости – объем водного раствора, который пропускает мембрана в определенный промежуток времени;
• разделяющие характеристики;
• удельный показатель производительности;
• устойчивость к воздействию кислот и щелочей (определяет срок службы при опреснении воды по принципу обратного осмоса).

В разрезе устойчивости мембраны к кислой и щелочной средам следует отметить, что к работе в таких условиях совершенно не пригодны образцы из ацетатной целлюлозы. Наиболее надежными являются изделия, выполненные на основе полисульфата и полиамида.

При выборе мембран для фильтров, работающих по принципу обратного осмоса, особое внимание уделяется стабильности их характеристик, которая и определяет надежность работы фильтрационного оборудования. Изменение характеристик мембран может происходить в результате скачков давления, температурных перепадов либо при критичной закупорке пор компонентами очищаемой воды

Засорение мембраны сопровождается образованием солевого слоя, замедляющего прохождение водного раствора. Кроме того, закупорка мембран может быть вызвана коррозионными процессами. Снижение качественных характеристик мембраны в конечном итоге приводит к выходу из строя фильтра обратного осмоса

Изменение характеристик мембран может происходить в результате скачков давления, температурных перепадов либо при критичной закупорке пор компонентами очищаемой воды. Засорение мембраны сопровождается образованием солевого слоя, замедляющего прохождение водного раствора. Кроме того, закупорка мембран может быть вызвана коррозионными процессами. Снижение качественных характеристик мембраны в конечном итоге приводит к выходу из строя фильтра обратного осмоса.

На ионообменные характеристики мембран полупроницаемого вида влияет показатель pH. Он меняет размерные параметры коллоидных частиц, из которых состоит мембрана, путем их растворения или коагуляции. В конечном итоге это замедляет прохождение воды через фильтр, так как высокий уровень pH провоцирует формирование отложений (сульфатно-карбонатных) на поверхности мембраны. По этой причине оборудование, работающее на основе принципа обратного осмоса, редко используется для опреснения морской воды. Оно эффективно для растворов с меньшим содержанием солей. Оборудование обратного осмоса используется только для начальной обработки морской воды, а ее окончательная очистка выполняется фильтрами другого типа.