Система обратного осмоса: что это такое и как работает

Каков вред воды после обратного осмоса

Вам может быть интересно узнать, что обратный осмос был фактически разработан как метод очистки воды более 40 лет назад. Этот процесс использовался главным образом для удаления солей воды.

Ниже перечислены три основных недостатка употребления воды, очищенной с помощью обратного осмоса:

1. Вода деминирализируется

Существуют некоторые недостатки использования этой системы очистки воды. Во-первых, вред фильтра обратного осмоса заключается в том, что большинство этих систем очистки воды не имеют возможности различать «плохие» соединения и хорошие. В то время как эта система фильтрации удаляет вредные загрязняющие вещества, она также удаляет и полезные для нашего организма минералы, в которых нуждаются наши организмы, например, железо и марганец.

В идеальном мире это не имело бы никакого значения, потому что мы бы получали все необходимые вещества из продуктов, которые едим. К сожалению, в современном мире не все так просто. Например, почти 10% женщин страдают дефицитом железа, что может привести к анемии. И дефицит марганца может привести к неисправности всех систем нашего организма, так как этот минерал играет важную роль в балансировании гормонов. Если мы уже не получаем достаточного количества витаминов и минералов из нашего рациона, а затем мы устраняем их также из нашей питьевой воды, это может привести к более высокому риску возникновения дефицита важных веществ.

Кроме того, вред воды после обратного осмоса заключается также в следующем — приготовление пищи с использованием деминерализованной воды, например, воды, пропущенной через фильтр обратного осмоса, фактически уменьшает количество витаминов и минералов, содержащихся в цельных продуктах. Например, при использовании деминерализованной воды, такой как вода обратного осмоса, вы можете потерять до 60% магния или 70% марганца из вашей пищи.

2. Вода становится кислой

Одной из основных причин, по которой вода, очищенная с помощью обратного осмоса вредна для организма человека, является то, что удаление минералов делает воду более кислой (часто значительно ниже 7,0 pH). Употребление закисленной воды не поможет поддерживать здоровый баланс pH в крови, который должен быть слегка щелочным.

В зависимости от исходной воды и конкретной системы обратного осмоса, вода после фильтрации может иметь водородный показатель воды примерно от 3,0 pH (очень кислотная) до 7,0 pH (нейтральная). В большинстве случаев водородный показатель очищенной с помощью ОС воды имеет от 5,0 до 6,0 pH. PH 7,0 вода после очистки с помощью ОС может иметь если в системе присутствует дополнительный элемент реминерализации.

В медицинских сообществах ацидоз в организме считается основной причиной большинства дегенеративных заболеваний.

Фактически, в 1931 году д-р Отто Варбург получил Нобелевскую премию за обнаружение причины развития рака. По сути, он сказал, что рак может быть вызван отсутствием клеточной оксигенации из-за ацидоза в организме.

Медицинские исследования также определили, что употребление закисленной воды (а также других закисленных напитков) часто вызывает дисбаланс минералов в организме.

Согласно исследованию ВОЗ, вода с малым количеством минералов увеличивала диурез (производство мочи почками) в среднем на 20% и заметно увеличивала выделение ионов натрия, калия, хлорида, кальция и магния из организма.

3. Некоторые критические загрязняющие вещества не удаляются

Несмотря на то, что ОС эффективен для удаления различных загрязняющих веществ из воды, мембрана обратного осмоса НЕ удаляет летучие органические химические вещества, хлор и хлорамины, фармацевтические препараты и множество других синтетических химических веществ, обнаруженных в водопроводной воде.

Однако некоторые системы обратного осмоса теперь имеют многоступенчатую систему фильтрации (в дополнение к ОС мембране), такую ​​как модули с активированным углем, который удаляет хлор и некоторые пестициды.

Вред и минусы установки системы

Вместе с вполне заслуженной похвалой, фильтры обратного осмоса часто подвергаются и разгромной критике. Данный метод очистки, по мнению многих, олицетворяет поговорку «лучшее – враг хорошего».

Одним из ключевых недостатков установок считается их низкая производительность. Фильтры весьма «скрупулезны» в очистке – на 1 л «хорошей» воды уходит около 3 л «исходной жидкости».

Фильтры обратного осмоса являются очень расточительными системами. В канализацию они «спускают» до 75% от общего объема воды. Это их весомый недостаток

Также среди минусов устройств выделяют:

• габаритность;
• высокую стоимость;
• дополнительные расходы на систему при «некорректном» давлении в водопроводе.

Но главный «изъян» установок – их возможный вред для здоровья. Именно этот факт тревожит умы потребителей больше всего.

Известно, что вода, прошедшая обратный осмос становится практически дистиллятом. Выводы специалистов относительно вреда и пользы такой жидкости всегда разнились и разнятся до сих пор.

Советские ученые придерживались позиции, что в воде обязательно должны содержаться природные минеральные вещества – иначе вреда здоровью не избежать.

О полезности дистиллята можно говорить только в случае непродолжительного его применения. То, что он хорош в исследовательских и медицинских целях, не делает его таковым для организма человека.

Регулярное употребление воды, прошедшей через обратноосмотическую мембрану может привести к нарушению солевого баланса, являющегося одним из важнейших обменных процессов в организме.

Он отвечает за правильность сочетания качества и количества солей во всех анатомических и физиологических структурах.

Нарушение данного баланса в большую сторону грозит отложением солей, в меньшую – истончением и неправильной работой тканей. Обратноосмотическая мембрана является преградой для ионов солей и других микроэлементов, требующихся организму.

Нехватка солей приводит к истончению костной ткани, вследствие чего кости становится хрупкими. Истончается и хрящевая ткань, хрящи становится менее эластичными, возникают болезненные ощущения при ходьбе и любых движениях. Могут развиваться артрозы.

Нехватка магния может вызывать аритмию, мышечные судороги, парадонтоз, артериальную гипертензию. Низкое содержание или отсутствие в воде минеральных веществ негативно сказывается на состоянии зубной эмали.

Обратноосмотическая вода – далеко не идеальный продукт; будучи кристальной очищенной, она не дает никакого вклада в общий объем требуемых организму питательных веществ (нутриентов). Это подтверждается многими современными исследованиями.

Воду, очищенную установками обратного осмоса часто называют «мертвой», не несущей организму никакой пользы. Несмотря на то, что вода становится обессоленной, такие заявления слишком громкие

Собрано достаточно авторитетных данных, чтобы заявлять, что дефицит кальция и магния бесследно не проходит. Повышается риск не только сердечно-сосудистых заболеваний, но и внезапной смерти.

Некоторые ученые утверждают, что постоянное употребление т.н. мягкой воды с низким содержанием Ca, приводит к переломам у детей, осложнениям беременности (преэклампсия), нейродегенеративным изменениям.

Конструкция обратноосмотической установки может включать минерализатор, который восполняет «важные потери».

Но дело в том, что минерализация уже очищенной воды не обеспечит того гармоничного сочетания микроэлеметов, который изначально присутствовал в жидкости.

Вероятно, ни один из существующих в мире способов обогащения воды не является оптимальным, насыщающим ее действительно всеми важными веществами.

Ряд специалистов считает более рациональным использование тех водоочистительных систем, которые не требуют каких-либо дополнительных мер для улучшения качества и вкуса жидкости.

Летучие органические вещества, размер которых меньше чем молекула воды, обратноосмотическая мембрана не улавливает. Пропускает она также гербициды и инсектициды

Принципы работы обратного осмоса и нанофильтрации

Как работает обратный осмос

Явление осмоса можно увидеть, если в одну часть сосуда, разделенного полупроницаемой мембраной, налить чистую воду, а в другую — соленую. Термин «полупроницаемая» означает, что мембрана является проницаемой для одних частиц и непроницаемой для других. Если использовать мембрану проницаемую только для молекул воды, то она не будет пропускать через себя растворенные в воде соли. Спустя некоторое время можно будет заметить, что концентрации в обеих частях сосуда выравниваются. Таким образом происходит явление осмоса — чистая вода проходит через полупроницаемую мембрану в сторону концентрированного раствора и концентрации выравниваются. Это явление естественно, т. к. любая система стремится к равновесию.

Из рисунка видно, что в результате осмоса увеличивается высота столба жидкости в той части сосуда, где находился соленый концентрированный раствор. Высота будет увеличиваться до тех пор, пока давление столба жидкости (соляного раствора) не будет достаточно высоким, чтобы поток воды остановился. Прилагаемое давление, при котором поток воды через мембрану остановится, называется осмотическим давлением. Если к жидкости приложить ещё большее давление, поток воды через мембрану может развернуться в обратном направлении. На этом и основан термин «обратный осмос». В результате воздействия давления из соляного раствора через мембрану будет выходить только чистая вода, так как соли мембрана не пропускает.

Как работает нанофильтрация

Нанофильтрационная мембрана не является абсолютным барьером для растворенных солей. Степень пропускания солей может быть низкой или высокой в зависимости от типа соли и типа мембраны. Нанофильтрационные мембраны с низкой проницаемостью имеют почти такое же рабочее давление, что и обратный осмос. Нанофильтрационные мембраны с высокой проницаемостью работают при более низком давлении. На практике обратный осмос и нанофильтарция применяются с тангенциальным процессом фильтрации. С помощью насоса высокого давления исходная вода непрерывно подается в систему мембран при повышенном давлении. Внутри мембранной системы исходная вода разделяется на поток с низким содержанием солей — очищенный продукт, называемый пермеатом, и высококонцентрированный поток, называемый концентратом. Клапан регулирования потока, называемый клапаном концентрата, регулирует выход пермеата.

Прямой и обратный осмос

Он лежит в основе жизнедеятельности всех без исключения живых организмов на нашей планете. Подобным образом происходит процесс снабжения клеток растений и животных микроэлементами и прочими полезными веществами, этот же природный процесс лежит в основе водно-солевого баланса.

В двух словах данный процесс можно описать так:

• По одну сторону полупроницаемой мембраны располагается раствор неких веществ (например, соляной), а с другой – чистая вода.
• В данной ситуации будет происходить процесс проникновения чистой воды сквозь мембрану, и разбавление ей раствора.
• Происходит этот процесс диффузии до тех пор, пока осмотическое давление, под действием которого происходит перемещение молекул воды в раствор, не сравняется с гидростатическим. Тогда система приходит в равновесие.

При обратном осмосе весь процесс повторяется с точностью до наоборот. Он происходит под действием не осмотического, а гидростатического давления, которое заставляет раствор проходить сквозь мембрану, проникая в резервуар с чистой водой.

Схема циркуляции воды в установке обратного осмоса.

Мембрана исполняет роль фильтра, пропуская сквозь себя молекулы воды, и задерживая растворённые в ней примеси. Это свойство лежит в основе принципа действия обратного осмоса, использующегося в современных бытовых фильтровальных установках.

Мембранные фильтры обратного осмоса имеют такой размер отверстий, что может пропускать сквозь себя только молекулы воды, задерживая все растворённые примеси, в том числе и болезнетворные микроорганизмы. Процеженная и пригодная к употреблению вода подаётся в кран, а отфильтрованный осадок удаляется в канализацию.

Преимущества и недостатки обратного осмоса

Технически, вода, пропущенная через обратный осмос, становится очень чистой – среднее содержание микроорганизмов и различных веществ в ней ниже нормы в 10 раз. Но многих пользователей именно это и смущает, так как вместе с вредными веществами в системе задерживаются и полезные – наш организм совершенно не требует потребления настолько чистой воды.

Ставить обратный осмос или нет?

Так ставить обратный осмос или нет? Давайте разберем его преимущества и недостатки.

1. Начнем с того, что никакого вреда здоровью от потребления такой воды не может быть в принципе. За добавление минеральных веществ отвечает минерализатор, который стоит добавить в систему. Также вы можете получать все необходимые вещества через продукты питания.
2. Прошедшая через очистку вода не станет никогда причиной заражения человека вирусами, бактериями и паразитами. Вода без минерализатора становиться безвкусной, но при его наличии, вкус будет неплохим. Также стоит отметить, что удалены из нее будут все неприятные запахи.
3. Обратный осмос не может убрать из воды молекулы хлора и некоторые другие вредные для организма вещества, поэтому для более качественной очистки требуется установка дополнительных фильтров.

4. При помощи обратного осмоса соленую воду можно опреснить, что может решить проблему с водоснабжением в некоторых регионах.

5. Система обратного осмоса очень компактна и проста в обслуживании. Вам не нужно быть сантехником, чтобы установить ее и заменить фильтры, когда придет время. Конструкция не имеет сложных соединений – все можно разбирать и собирать вручную.
6. Мы написали ранее, что такая система стоит не очень дорого, но это если сравнить с полным набором проточного оборудования для очистки воды, а так сумма за систему многим может показаться высоковатой – она составляет около 5000-8000 руб. за модели начального уровня.
7. Также постоянно придется покупать картриджи. Особенно дорогой будет мембранный фильтр, который со временем также приходит в негодность.

Не забываем про многофункциональность обратного осмоса – это с лихвой оправдывает затраты на оборудование.

Система обратного осмоса очень компактна и проста в обслуживании

Практика: сравнение фильтров

Как я уже сказал ранее, в сравнении эффективности и экономичности обратноосмотических систем участвовали «Аквафор Морион» (8 490 руб.) и фильтр «Барьер Профи Осмо 100» (8 190 руб.).

Пока я готовил материал, и Аквафор и Барьер слегка подорожали. Спасибо читателю, который указал на этот недочет. Выше заменил ценники на актуальные.

Габариты

«Аквафор Морион» имеет размеры 37,1 х 42 х 19 см. Я сначала вообще подумал, что бак для чистой воды забыли положить в коробку, но, оказывается, пятилитровая ёмкость уже встроена в корпус. То есть такие габариты — уже с учетом бака. В то же время фильтр «Барьер» имеет габариты 38,5 x 44,5 x 13 см, и с ним в комплекте идёт 12-литровый бак диаметром 23 см и высотой 39 см. Оценить разницу в габаритах можно по фото ниже:

Слева направо: «Аквафор Морион» в профиль, «Аквафор Морион» анфас (это не один фильтр из двух частей, а отдельных два фильтра с разных ракурсов), и «Барьер Профи Осмо 100».

Скорость очистки

Мембраны в сравниваемых фильтрах отличаются по заявленной производительности. В фильтре «Аквафор» используется 50-галонная мембрана (50 галлонов = 189 литров в сутки). В фильтре «Барьер» — 100-галонная мембрана (378 литров воды в сутки). По логике, производительность фильтра «Барьер» должна быть в два раза выше.

Чтобы оценить реальную скорость фильтрации (а не скорость подачи воды из накопительных ёмкостей), мы начали испытание с пустым накопительным баком у обоих фильтров. Скорость очистки у фильтров «Аквафор» и «Барьер» отличается на 1,5 минуты/литр: «Аквафор» чистит литр воды за 7,5 минут (8 литров в час), «Барьер» — за 6 минут (10 литров в час). В принципе, эти цифры близки к заявленным на сайтах производителей 7,8 литрам в час у «Аквафора» и 12 литрам в час у Барьера. Но, как видите, разницы в производительности в два раза нет.

Расход воды

Миф № 1

Обратный осмос вымывает необходимые нашему организму минералы.

Несомненно, водопроводная вода содержит небольшое количество минералов, но их доля настолько мала, что просто не способна оказать какое-либо влияние на состояние здоровья. К примеру, в стакане апельсинового сока их больше, чем в целой ванне неочищенной жидкости. Наоборот, она содержит лишь неорганические соединения, не перевариваемые организмом, а также тяжелые металлы, многие из которых токсичны или даже радиоактивны. В то время как он предпочитает органические минералы и микроэлементы, получить которые можно лишь из ежедневного сбалансированного питания. Обратный осмос удаляет неорганические минералы, металлы и многое другое, чтобы предоставить вам чистейшую, здоровую и природную питьевую воду.

Природа осмоса — в природе!

По принципу работы мембранные системы являются обратноосмотическими. Явление осмоса (выравнивание концентраций растворов, разделенных полупроницаемой мембраной) лежит в основе обмена веществ всех живых организмов. Например, подкладка скорлупы куриного яйца является естественной мембраной, через нее проходят молекулы кислорода, но задерживаются загрязнители. Стенки клеток растений, животных и человека представляют собой естественную мембрану, которая является частично проницаемой, поскольку она свободно пропускает молекулы воды, но не молекулы других веществ. Когда корни растений впитывают воду, стены их клеток формируют натуральную осмотическую мембрану, которая пропускает молекулы воды и отторгает большинство примесей. Травы и цветы стоят вертикально только за счет так называемого осмотического давления. Поэтому при недостатке воды они выглядят пожухлыми и вялыми. Фильтрующая способность природной мембраны уникальна, она отделяет вещества от воды на молекулярном уровне и именно это позволяет любому живому организму существовать.

Применение мембран для отделения одних компонентов раствора от других имеет очень давнюю историю, восходящую еще к Аристотелю, впервые обнаружившему, что морская вода опресняется, если ее пропустить через стенки воскового сосуда. Изучение этого явления и других мембранных процессов началось гораздо позже, в начале XVIII века, когда Реомюр использовал для научных целей полупроницаемые мембраны природного происхождения. Но до середины 20-х годов уходящего века все эти процессы имели сугубо теоретический интерес, не выходя за пределы лабораторий. В 1927 году немецкая фирма «Сарториус» получила первые образцы искусственных мембран. После Второй мировой войны американцы, используя немецкие наработки, наладили производство ацетат целлюлозных и нитроцеллюлозных мембран. Лишь в конце 50-х — начале 60-х годов с началом широкого производства синтетических полимерных материалов появились первые научные работы, которые легли с основу промышленного применения обратного осмоса. Первые промышленные обратно осмотические системы появились только в начале 70-х годов, поэтому это сравнительно молодая технология по сравнению с тем же ионным обменом или адсорбцией на активированных углях. Тем не менее, в Западных странах обратный осмос стал одним из самых экономичных, универсальных и надежных методов очистки воды, который позволяет снизить концентрацию находящихся в воде компонентов на 96-99% и практически на 100% избавиться от микроорганизмов и вирусов.

Рейтинг и какая из моделей лучше

Хорошо зарекомендовали себя торговые марки «Барьер», «Аквафор», «Новая вода», Atoll, Aqualine. Они изготавливают комплектующие самостоятельно или используют мембраны Filmtec, Pentair и Osmonics из США, TFC из Южной Кореи. Эти полупроницаемые среды служат 2,5-5 лет.

Системы работоспособны 5-7 лет, если они периодически обслуживаются. Ниже в виде своеобразного рейтинга, описаны модели, которые стали лидерами продаж.

Atoll

Российский производитель в своих системах использует картриджи и колбы торговой марки PENTEK (продукты корпорации Pentair). Все элементы крепятся по стандарту John Guest – они быстро разбираются без использования специальных инструментов.

В модулях установлены картриджи стандартов Big Blue, Slim Line и Inline, которые продаются во всем мире. Производитель заявляет, что каждая деталь проходит проверку на герметичность.

Среди покупателей популярна модель Atoll A-575m STD.

Техническое описание:

Плюсы:

• Компактные размеры, небольшой вес (5 кг);
• Долгий срок эксплуатации;
• Легкость обслуживания;
• Объемный бак;
• Удаляет 99,9% загрязнений и патогенов, а затем насыщает жидкость полезными минеральными соединениями.

Минусы:

Стоимость системы и сменных элементов выше, чем у конкурентов.

Аквафор

Компания работает с 1992 года. В фильтрах используется сорбирующее волокно Аквален, гранулированные и волокнистые сорбенты. В дорогих моделях мембраны половолоконные. Компания самостоятельно производит все комплектующие. Специализируется на бытовых фильтрах.

Лидер продаж – модель Аквафор ОСМО 50 исп. 5.

Техническое описание:

Плюсы:

• Доступная цена;
• Удаление частиц, размером больше 0,0005 микрон;
• Легкая замена картриджей.

Минусы:

• Большой вес – 10 кг;
• Работает при давлении не меньше 3,5 бар, насоса в комплекте нет.

Новая вода

Компания существует больше 12 лет. Производитель «Новая вода» вступил в Международную ассоциацию качества воды (Water Quality Association). В России всего две компании получили такое приглашение. Продукция «Новой воды» соответствует сертификату качества ISO 9001:2008 и сертификату системы экологического менеджмента ISO14001:2004.

Доверие покупателей завоевала модель Econic Osmos Stream OD310. Эта система создана по новейшим технологиям.

Справка. С предочисткой справляется один мощный фильтр, а не три, как в стандартных системах.

Econic Osmos Stream OD310

Техническое описание:

Плюсы:

• Высокопроизводительная мембрана Toray (Япония);
• Компактность – системе не нужен бак, она быстро очищает воду в реальном времени;
• Малый слив жидкости в канализацию;
• Мембрана служит минимум 3 года, пред- и постфильтр нужно менять 1 раз в 6-12 месяцев;
• Система легкая – весит 2,1 кг;
• Фильтр работоспособный при давлении от 2 атмосфер, выдерживает нагрузку до 52 атм.;
• Сменные элементы легко отсоединяются;
• Гарантия 3 года.

Минусы:

Высокая цена.

TO300 с возможностью установки минерализатора

Еще одна популярная модель от компании «Новая вода» – ТО300. Это бюджетный вариант от производителя. Прямоточная система с обратным осмосом удовлетворяет нужды в питьевой воде 2-3 человек.

Техническое описание:

Плюсы:

• Картриджи и мембрана Toray задерживают 99,9% загрязнений;
• Фильтр хорошо смягчает воду;
• Систему можно расширить, установив бак для воды, дополнительный фильтр или минерализатор;
• Очень легкая и компактная конструкция – 1,2 кг;
• Простая установка;
• Элементы быстросъемные.

Минусы:

Дивертор, через который фильтр подключается к водопроводу, не выдерживает гарантийный срок.

Барьер

Российская компания делает фильтры больше 15 лет. Системы водоочистки производят из прочного пластика BASF, сорбентом служит кокосовый уголь Norit.

Интересно. Для каждого региона России специалисты рекомендуют конкретный фильтр.

Покупатели оценили модель Барьер ПРОФИ Осмо 100.

Техническое описание:

Плюсы:

• Надежная система за среднюю цену;
• Быстрая очистка воды;
• Высокое качество сборки.

Минусы:

• Частая замена фильтров;
• Занимает много места под мойкой.