Reverzní osmosa

     Reversní osmózy se řadí ke špičkovým technologiím v oblasti úpravy pitné vody. Tato nejvyšší forma filtrace umožňuje odstraňovat z vody 90 až 98% všech minerálních solí (dusičnanů, fluoridů, chloridů, síranů atd.), dále 95 až 98% těžkých kovů (olovo, kadmium, chrom, rtuť, barium apod.), a také arzen, selen, azbest, organické sloučeniny, bakterie jako například Cryptosporidium parvum, Escherichia coli aj.) a viry. Přitom se jedná o úpravu prakticky bez použití chemikálií.

         Osmóza je vlastně přírodní jev, který byl objevem laureátem Nobelovy ceny Jacobusem Henricusem van Hoffem a je založena na efektu přitahování tekutiny některými materiály.

      Reverzní osmóza je jednoduchý proces, který poskytuje vodu s výjimečně vysokou kvalitou pro různé aplikace. Osmóza, jinak nazývaná také hyperfiltrace, má v biologii a medicíně velký význam. V těchto odvětvích se setkáváme s jevy na polopropustných membránách, přičemž tyto jevy jsou základem všeho, co charakterizuje živou přírodu. V případě lidského organismu pracují na principu osmózy například ledviny a s pojmem umělá ledvina jste se už jistě setkali. Na takovém základě pracuje i reversní osmóza na úpravu pitné vody. Tato technologie se využívá pro lety do vesmíru, v ponorkách, na lodích pro výrobu pitné vody ze slané mořské apod. Přitom tato vyspělá technologie, kterou si v dnešní době může zabezpečit jistě každý, není finančně náročná, z hlediska času bude neomezeně a spolehlivě vyrábět vodu výjimečné kvality a chránit tím naše zdraví.

        Hnací silou reverzní osmózy je rozdíl tlaků. Vstupní tok vody je membránou rozdělen na odsolenou část, nazývanou permeát, a na zahuštěnou část, označovanou jako koncentrát. Požadované množství permeátu je významným způsobem určeno obsahem solí, teplotou zpracovávaného roztoku a provozním tlakem.

        Základním prvkem zařízení na reverzní osmózu jsou membrány. Charakteristika membrány ovlivňuje hodnotu průtoku vody a stupeň odsolení.

        Důležitou částí zařízení pro reverzní osmózu jsou moduly. Modulem se rozumí kompaktní uspořádání určité pracovní plochy membrány ve vhodném pouzdru, které je určeno pro zabudování do zařízení.

        Celý proces čištění a úpravy vody je propracovaný do nejmenších detailů. Voda je přiváděna do systému, přičemž přechází přes první sedimentační filtr, který zachycuje hrubé nečistoty z potrubí jako je písek, drobné kousky železa, řasy a další. Druhý stupeň čištění je tvořený filtrem ze slisovaného aktivního uhlí, který vodu odchloruje, zbaví ji zápachu a pachutí. Při tomto procesu se odlupují drobné kousíčky uhlí, které spolu s nežádoucím zbarvením vody zachytí třetí stupeň filtrace, a to je sedimentační filtr s velikostí otvorů pouze 1 mikron. Tak je poskytována nejvyšší ochrana membráně a umožňuje její správnou funkci.

        Čtvrtý stupeň filtrace tvoří osmotická polopropustná membrána, která zachycuje bakterie, pesticidy, dusičnany, kyanidy, nerosty a těžké kovy s vysokou účinností od 86 do 100% jejich obsahu ve vodě.

        Poslední, pátý stupeň filtrace je zabezpečený vložkou s velmi jemně granulovaným, lisovaným uhlíkem. Tento uhlíkový filtr z vody odstraňuje poslední nečistoty, volné radikály, plyny a organické mikročástice. Tímto pátým stupněm je proces čištění vody ukončen.

         Po čistícím procesu je voda demineralizovaná a je potřeba ji upravit přidáním minerálů pro správný rozvoj lidského zdraví a organismu. Voda protéká přes mineralizační vložku a je díky ní obohacena o vápník, magnézium, sodík, draslík, jód, fluor a další tak, aby všechny vyjmenované minerály byly ve správném poměru pro denní příjem. Výstupní upravená voda je shromažďována v tlakovém zásobníku. K odběru vody z tohoto zásobníku se používá vlastní výdejní kohoutek umístěný na dřezu. Celá jednotka reversní osmózy je umisťována pod vodovodní dřez, viz schéma zapojení, nebo jinam podle dispozic uživatelů. 

       V případě studniční nebo jiné chemicky neupravené vody je potřeba zabránit růstu bakterií. UV lampa je přirozenou ochranou s vysokou účinností až do 99,9%. Námi dodávané lampy jsou pevné, celonerezové, čímž zaručují dlouhou životnost a bezporuchový chod.

       Pro všechny typy komerčně dostupných membrán je nutno provádět předúpravu surové vody, aby proces RO byl spolehlivý, ekonomický a dlouhodobý. Při předúpravě musíme brát v úvahu složení surové vody, žádanou kvalitu permeátu a koncentrátu.

       Voda vystupující z RO obsahuje určitou zbytkovou koncentraci iontů. Tento průnik nelze ani několikastupňovým řazením RO zredukovat na hodnoty, které vyžaduje provoz vysokotlakých kotlů, elektronický průmysl či jaderné elektrárny. Dočištění vody je tedy nezbytně nutné.

 

Čím je ovlivněna kvalita a množství vyrobené vody (permeát)

       Efektivitu celého procesu ovlivňují čtyři základní faktory, mezi které patří vstupní tlak, teplota vstupní vody, konstrukce a materiál membrány a celkové množství rozpuštěných látek ve vstupní vodě (TDS).

       Tlak vstupní vody – čím je vyšší tlak vstupní vody, tím je vyšší výtěžnost celého procesu a upravená voda je kvalitnější. Pro zařízení, které využívají pouze tlak vodovodní sítě, je minimální tlak cca 4 bary. Maximální tlak je ale omezený konstrukcí zařízení a membrány. Při nedostačujícím vstupním tlaku je obvykle nutné přidat zvyšovací čerpadlo.

       Teplota vstupní vody – optimální teplota je cca 25°C, maximální bývá obvykle 30°C. při vyšší teplotě se snižuje kvalita upravené vody. Při nižší teplotě klesá výkon zařízení, kdy se za hraniční hodnotu považuje 5°C a při něm produkce permeátu, neboli vyrobené vody může klesnout až na polovinu.

      Konstrukce a materiál membrány – u membrán najdeme různé vlastnosti, které se liší podle výrobce. Kvalitní membrány poznáme podle obecně zvýšené schopnosti záchytu škodlivých látek, větší odolnosti vůči chemikáliím a odolností proti oděru. Kvalitu výstupní vody zpravidla určuje kvalita membrány a případná předúprava vody vstupní.

      Celkové množství rozpuštěných látek ve vstupní vodě (TDS) – zde platí úměra, že čím vyšší je množství kontaminantů rozpuštěných ve vodě, tím je nižší výkon zařízení (tedy nižší množství permeátu). Vliv vysokého množství rozpuštěných látek můžeme kompenzovat vyšším vstupním tlakem.

 

      Voda, která vstupuje na membránu, by měly být co nejkvalitnější, zbavena mechanických nečistot a chloru, který napadá materiál membrán. Pro malá zařízení platí tyto hodnoty:

MINMAX
Vstupní tlak2,8 bar6,0 bar
Teplota vstupní vody5°C35°C
Tvrdost vstupní vody0 mg/l170 mg/l
TDS vstupní vody50 mg/l2 000 mg/l
Obsah železa0 mg/l0,1 mg/l
Obsah manganu0 mg/l0,05 mg/l
Obsah chloru0 mg/l< 0,1 mg/l
pH410
Zákal01 NTU
      

      Křemík, vápník a jejich sloučeniny postupně zanášejí membránu, až se stává nepropustnou. Proto se voda před vstupem do reversní osmózy nejprve změkčí a případně se odstraní také železo.

       Železo vytváří uvnitř membrány krystaly postupně narušující její strukturu. Membrána začne o čase propouštět soli a minerály, čímž klesá její účinnost a životnost.

 

Účinnost odstranění vybraných látek

 

Kontaminant% odstraněníKontaminant% odstranění
baryum97tvrdost vody90
kadmium96-98rtuť97
draslík92selen97
dusičnany90-93sodík92
fluor, fluoridy87-93sírany97
hořčík97sulfáty97
chlor93vápník97
chrom92zinek94-97
měď97železo95-98
mangan94-97fenolnad 99
insekticidy95-98bílkovinynad 99
herbicidy95-98sacharózanad 99
Rozpuštěné látky celkem
čpavek94hliník98
chloridy93bakterie99,9
olovo99kyanid91
fosfáty98nitráty78

Reverzní osmosa 2 l/hod

Průmyslová reverzní osmosa 900 l/hod

Sestava reverzní osmosy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cenovou nabídku a specifikaci reversních osmóz naleznete na www.cisteni-vody.cz, neváhejte nás kontaktovat také na aquaterm@quaterm.cz.