Jak funguje reverzní osmóza: princip činnosti zařízení na jemné čištění vody

Mezi domácími systémy pro úpravu pitné vody se relativně nedávno objevila nová varianta, která se nazývá reverzní osmóza. Tato sada filtrů a speciální membrány stojí nemalé peníze, ale dokáže dát šanci prakticky každému analogu.

Má smysl utrácet? Abychom získali odpověď na tuto otázku, musíme zjistit, jak funguje reverzní osmóza, a poté porovnat náklady a výsledek. S naší pomocí bude proces seznámení s pokročilým čisticím systémem mnohem rychlejší a efektivnější.

Shromáždili a uspořádali jsme pro vás všechny užitečné a spolehlivé informace o membránovém zařízení na čištění vody. Pro úplnost vnímání jsme textový materiál doplnili schématy, ilustracemi a videem s doporučeními pro budoucí kupující.

Práce zařízení reverzní osmózy

Proces osmózy je založen na vlastnosti vody vyrovnávat úroveň obsahu nečistot v roztocích oddělených membránou. Otvory v této membráně jsou tak malé, že jimi mohou procházet pouze molekuly vody.

Pokud se v jedné z částí takové hypotetické nádoby zvýší koncentrace nečistot, voda začne přetékat tam, dokud se hustota kapaliny v obou částech nádoby nevyrovná.

Reverzní osmóza dává přímo opačný výsledek. V tomto případě se membrána nepoužívá k vyrovnávání hustoty kapaliny, ale k tomu, aby se na jedné její straně shromáždila čistá voda a na druhé straně – roztok maximálně nasycený nečistotami. Právě proto se tento proces nazývá reverzní osmóza.

Všechny tyto chemické vlastnosti jsou pro kupující málo zajímavé, zejména pro ty, kteří se v vědě příliš nevyznají. Stačí jim pochopit, že jádrem systému reverzní osmózy je speciální membrána, jejíž póry jsou tak malé, že nepropouštějí nic, co přesahuje velikost molekuly vody, což představuje značnou část nečistot obsažených v pitné vodě z vodovodu.

Bohužel, molekula vody není na Zemi nejmenší – například molekuly chlóru jsou výrazně menší, a proto mohou také prosakovat přes membránu. Navíc kontaktu s velkými suspenzemi je tato membrána vystavena jen s obtížemi. Její jemné póry se při takovém působení rychle ucpou a tento prvek bude nutné ihned vyměnit.

Na tomto schématu jsou názorně znázorněny pět stupňů čištění vody pomocí systému reverzní osmózy: předběžné čištění přes tři filtry, membrána a dočištění.

Aby k tomu nedošlo, do systému reverzní osmózy se přidávají ještě tři další filtry, pomocí nichž voda prochází předběžnou úpravou. Membrána rozděluje částečně vyčištěnou vodu na dvě nestejné části. Přibližně třetina přiváděného objemu představuje čistou vodu, která pak putuje do akumulační nádrže.

Další dvě třetiny objemu vody – to je část, ve které jsou koncentrovány nečistoty. Tento koncentrát se vypouští do kanalizace. Mezi nádrží a kohoutkem je obvykle malá nádoba. Do ní se instaluje kartuše, která je určena ke zlepšení kvality již vyčištěné vody, například k obohacení o užitečné minerály.

Schematicky lze princip činnosti reverzní osmózy popsat takto:

1. Voda přichází z vodovodního systému na filtry předběžného čištění.
2. Poté kapalina podstoupí proces reverzní osmózy.
3. Vyčištěná voda přitéká do akumulační nádrže.
4. Koncentrát obsahující odfiltrované nečistoty je odváděn do kanalizace.
5. Čistá voda z akumulační nádrže přichází ke kohoutku pro čistou vodu přímo nebo prostřednictvím dalších zařízení.

Systém reverzní osmózy tedy představuje soubor zařízení, která umožňují získat pitnou vodu s vysokým stupněm čištění. Až donedávna se tyto systémy používaly především v průmyslu, ve stravovacích zařízeních, ve zdravotnických zařízeních atd.

Toto schéma demonstruje rozdělení toku vody, vyčištěné pomocí systému reverzní osmózy, na dva proudy: čistou vodu a koncentrát, který je odváděn do kanalizace.

Avšak v důsledku rostoucích požadavků na kvalitu vodovodní vody si v posledních letech získávají oblibu systémy reverzní osmózy určené pro domácí použití. Liší se výbavou, výkonem, velikostí akumulační nádrže apod. Filtry a membránu je třeba pravidelně vyměňovat.

Jak zjistit, že membrána potřebuje výměnu? Během provozu se její póry ucpávají a nastává okamžik, kdy voda prostě neprochází do akumulační nádrže. Takovou membránu bude nutné v každém případě vyměnit. Odborníci však doporučují provést výměnu mnohem dříve.

Systém reverzní osmózy se skládá z akumulační nádrže, sady tří předfiltrů, membrány a postfiltru pro dočištění a obohacení vody.

Pro stanovení kvality vody vyčištěné pomocí systému reverzní osmózy se používá elektronický přístroj – TDS-metr. Pomocí něj se určuje úroveň obsahu solí ve vodě.

U vodovodní vody před čištěním může tento ukazatel činit 150–250 mg/l, zatímco po čištění technologií reverzní osmózy se za normu považuje obsah solí v rozmezí 5–20 mg/l. Pokud množství solí v čištěné vodě přesahuje 20 mg/l, doporučuje se membránu vyměnit.

Zájemci o výběr vodních filtrů používaných v různých stupních čištění najdou mnoho užitečných informací v následujícím článku.

Jednotlivé prvky systému

Nejdražším a hlavním prvkem systému reverzní osmózy je membrána. Představuje mikroporézní materiál svinutý do jedné nebo několika vrstev kolem perforovaného plastového jádra. Membrána je shora zakryta plastovým ochranným krytem, který je upevněn těsnicími kroužky.

Voda vstupuje do tělesa membrány a prochází porézní výplní. Přitom molekuly čisté vody pronikají porézním jádrem a dále se přesouvají do akumulační nádrže.

Znečištění s určitým množstvím vody však nedokáže překonat membránovou bariéru. Vystupují z opačného konce membránového bloku a jsou likvidovány.

Na schématu je vidět složení membrány pro systém reverzní osmózy: vícevrstvý porézní materiál upevněný v plastovém pouzdře kolem perforovaného jádra.

Jak již bylo dříve zmíněno, přímý kontakt membrány s běžnou vodovodní vodou může být zničující. Její póry jsou totiž velmi malé – pouhých 0,0001 mikronu. Membránu nelze vyjmout, vyčistit a znovu nainstalovat, jak se to dělá u některých mechanických hrubých filtrů.

Drahý prvek je nutné kompletně vyměňovat každé dva až tři roky. Doba se může lišit v závislosti na provozních podmínkách membrány: tlaku ve vodovodním systému, množství a povaze nečistot, teplotě vody atd.

V některých případech může membrána vydržet pět let i déle, někdy je však nutné výměnu provést již po prvním roce provozu.

Důležitým faktorem je přítomnost předčisticích filtrů: dvou mechanických a jednoho uhlíkového. První mechanický filtr zachycuje všechny nerozpustné nečistoty, jejichž velikost přesahuje 0,5 mikronů. Mohou to být zrnka písku, částečky rzi a další podobná „mechanika“.

Dále voda prochází skrz uhlíkový filtr, který zadržuje molekuly různých chemických látek: sloučeniny chloru, které jsou vždy přítomny ve vodovodní vodě, dále těžké kovy, pesticidy proniklé z půdy, rozpuštěné železo a další příměsi organického nebo anorganického původu.

Mechanické a uhlíkové filtry v systému reverzní osmózy vyžadují výměnu každé čtyři až šest měsíců. Potřebné náplně lze zakoupit jako sadu.

Poté další mechanický jednomikronový filtr dokončuje předčištění vody. Výsledkem je voda bez nečistot, které by mohly poškodit membránový filtr nebo jej překonat.

Tyto filtry vyžadují pravidelnou výměnu každých několik měsíců. Stojí však o několik řádů méně než membrána a včasná výměna může výrazně prodloužit její životnost.

Pro sběr vyčištěné vody se používá akumulační nádrž. Její kapacita se může pohybovat v rozmezí 4–12 litrů, v závislosti na výkonu systému. Pro výrobu těchto nádrží se obvykle používá vysoce kvalitní ocel. Zvenčí je nádrž pokryta vrstvou odolného smaltu. Uvnitř je instalováno silikonové těsnění, které rozděluje nádrž na dvě části.

Na jedné straně těsnění je shromážděná čistá voda, na druhé – vzduch. Množství vzduchu v komoře lze měnit pomocí vsuvky umístěné na vzduchové straně nádrže.

Vzduch vytváří uvnitř zásobní nádrže dodatečný tlak, který napomáhá pohybu vody ke kohoutku s potřebným tlakem. Samozřejmě, na nádrži je výstup pro připojení hadice, kterým se pitná voda přesouvá ke kohoutku.

Obvykle se tento kohoutek instaluje na dřez. I kdyby byl přívod vody z vodovodu z nějakého důvodu přerušen, v nádrži zůstane určité množství vody, což problém zmírní. V této situaci má smysl pro úplné vyprázdnění zásobní nádrže zvýšit tlak načerpáním vzduchu přes vsuvkové spojení.

Stupeň čištění vody pomocí systému reverzní osmózy ji přibližuje destilované vodě. Přitom membrána propouští molekuly kyslíku rozpuštěného ve vodě, což zvyšuje její kvalitu.

Pro zlepšení chuti lze vodu propustit přes mineralizátor nebo jiné moduly. Je však pitná i přímo po membránovém čištění. Není nutné ji pro pití převařovat.

Jako doplňkový modul zlepšující kvalitu pitné vody mohou být systémy reverzní osmózy doplněny mineralizátorem nebo biokeramickou kartuší. Mineralizátor se používá k obohacení vody o užitečné látky, jako je vápník, sodík, hořčík atd.

Všechny tyto minerály mají pozitivní vliv na nervový a kardiovaskulární systém člověka, předcházejí vzniku mnoha nebezpečných onemocnění, stimulují normální úroveň kyselosti krve atd.

Mineralizátor v systémech reverzní osmózy se používá k obohacení vyčištěné vody minerálními látkami a k tomu, aby byla zdravější.

Biokeramická kartuše funguje jinak. V její 'náplni' jsou kuličky tvořené vypálenou hlínou a kousky turmalínu. Tento minerál má na vodu mimořádně příznivý účinek. Přispívá ke změně struktury vody, což se v konečném důsledku příznivě odráží na endokrinním systému a posilování imunity.

Postupem času se zdroj těchto doplňkových modulů vyčerpá a vyžadují pravidelnou výměnu. Proto je zde výhodnější použít kohoutek se dvěma ventily.

Na jeden ventil se přivádí voda přímo ze zásobníku, na druhý – voda prošlá mineralizátorem. Vodu obohacenou o prospěšné látky používejte pouze k pití, zatímco vaříte s vodou bez minerálů.

O pravidlech výběru systému čištění vody pro autonomní vodovod rodinného domu informuje jeden z populárních článků našeho webu.

Výhody a nevýhody reverzní osmózy

Vysoký stupeň čištění a zaručená kvalita pitné vody – hlavní přednost systémů reverzní osmózy. Podle odhadů je v čištěné vodě touto metodou obsah cizorodých látek desetkrát nižší než minimální přípustná norma. Konstrukční vlastnosti membrány vylučují náhodné vniknutí nečistot do toku vyčištěné vody.

Toto schéma podrobně ukazuje konstrukci a princip fungování membrány reverzní osmózy, která umožňuje získat vyčištěnou vodu – permeát – a odstranit znečištěnou část – koncentrát

Takovou vodu lze bez obav používat k pití a vaření, lze ji podávat dětem i domácím mazlíčkům. Pro zdraví je voda získaná technologií reverzní osmózy mnohem prospěšnější než převařená voda z vodovodu. Akvaristé používají takovou vodu k doplňování objemu akvárií bez usazování.

Navzdory složitější konstrukci ve srovnání s běžnými domácími filtry se instalace těchto systémů provádí bez větších problémů. Vše potřebné k montáži je obvykle dodáváno v sadě. Téměř všechny prvky nebo jejich modifikace lze zakoupit samostatně.

Systém nezabírá příliš mnoho místa, nejčastěji se nádrž a sada filtrů s membránou upevňují přímo pod dřezem. A kompaktní kohoutek na pitnou vodu umístěný na dřezu obvykle skvěle zapadá do interiéru.

Rozměry komponentů systému reverzní osmózy jsou malé, obvykle je lze bez problémů nainstalovat pod dřez. Součástí sady je sada úzkých hadic pro spojení jednotlivých prvků systému.

Hlavní nevýhodou systémů reverzní osmózy – vysoká počáteční cena sady. Další údržba systému si také vyžádá náklady na výměnu filtračních vložek, ale ty stojí podstatně méně.

Každých několik let bude nutné vyměnit membránu, jejíž cena může být kolem 50 USD. Ale výpočty ukazují, že výsledné náklady na čistou vodu vyjdou rodinu stejně levněji než nákup pitné vody od externích dodavatelů.

Účinnost membrány v systému reverzní osmózy postupně klesá, je nutné ji vyměnit každých několik let. Tato lhůta se liší v závislosti na provozních podmínkách.

Další vlastností systému reverzní osmózy, kterou lze s trochou nadsázky považovat za nedostatek, je nízká výkonnost. Vyčištěná voda prosakuje membránou velmi pomalu, standardní výkon membrány je asi 150-300 litrů denně.

Přitom více než polovina vody přiváděné z vodovodu odchází do kanalizace, což se do určité míry odráží na výši poplatků za služby.

Ale pokud je objem akumulační nádrže zvolen správně, problémy mohou nastat pouze krátce při spouštění systému ihned po instalaci nebo po delší době nečinnosti s vyprázdněnou akumulační nádrží.

Doporučujeme článek na téma: Zpětná osmóza: škodlivost a přínos membránového čištění vodovodní vody.

Jak vybrat vhodný model?

Rozměry prvků systémů reverzní osmózy obvykle odpovídají určitému standardu, ale ne vždy. Použití systému se standardními parametry poskytuje širší výběr vyměnitelných prvků. Praxe ukazuje, že výrobky domácí produkce, které jsou levnější než zahraniční analogy, se kvalitou od nich příliš neliší.

Kartuše předfiltrů systému reverzní osmózy, stejně jako membrána a pofiltr, vyžadují pravidelnou výměnu. Není obtížné ji provést samostatně podle pokynů výrobce.

Samozřejmě je lepší nakupovat přímo u výrobce, u ověřeného prodejce nebo v důvěryhodném obchodě. Kvalitní systémy reverzní osmózy mají technický list, oficiální záruku, podrobný návod k instalaci a obsluze a také certifikáty kvality.

Rozměry akumulační nádrže závisí na potřebách rodiny a také na rozměrech prostoru, kde bude spotřebič instalován. Nádrž maximálních rozměrů bude vhodná pro dům, ve kterém žije početná rodina, nejžádanější jsou nádrže o objemu asi 8-10 litrů.

Důležitý ukazatel – pracovní tlak ve vodovodním systému. Za optimální se považuje hodnota 2,8 baru. Pokud je tlak příliš nízký, má smysl koupit systém reverzní osmózy s vestavěným čerpadlem, které zajistí dostatečný tlak pitné vody. Pokud je tlak ve vodovodu výrazně vyšší, bude nutné nainstalovat redukční ventil.

Pokud mají jednotlivé prvky systému reverzní osmózy standardní rozměry, bude snazší najít vhodné kartuše pro výměnu. Tuto skutečnost je třeba upřesnit před nákupem.

Největší pozornost vyžaduje membrána systému reverzní osmózy. Tento prvek musí být trvale vysoké kvality a s vhodným výkonem. Pro malou rodinu se za optimální považuje hodnota kolem 7 litrů za hodinu.

Nemá smysl přeplácet za výkonnější membránu, pokud to není nutné. Pro srovnání: zařízení s průtokem 15 litrů za hodinu bez problémů pokryje potřebu čisté vody malého stravovacího podniku.

Za standardní se považuje sada, která zahrnuje pět základních stupňů čištění: tři předfiltry, membránu a postfiltr. Náplň tohoto posledního prvku se může lišit.

Již dříve byl zmíněn mineralizátor a biokeramická kartuše. Za oblíbené řešení se také považuje instalace kartuše obsahující kokosové skořápky, aktivní uhlí a ionty stříbra.

Tyto látky vodu dezinfikují, dále ji čistí a dodávají jí příjemnou chuť. Dalším zajímavým způsobem dočištění vody je ultrafialový dezinfektor. Některé modely systémů reverzní osmózy umožňují používat současně několik různých kartuší.

Závěry a užitečné video k tématu

Video #1. Celkový přehled principů fungování systémů reverzní osmózy si můžete prohlédnout zde:

Video #2. V tomto videu je podrobně popsán provoz takového systému na příkladu modelu “Gejzer Prestiž M”:

Video #3. Toto video umožňuje porovnat vlastnosti průtokových filtrů a systémů reverzní osmózy:

Systémy reverzní osmózy – spolehlivý a pohodlný způsob, jak zajistit svému domu dostatečné množství čisté pitné vody. Ano, ceny takových zařízení zůstávají vysoké, ale bohatě se vyplatí, protože čistá pitná voda snižuje riziko mnoha nemocí a zvyšuje kvalitu života.

Chcete se podělit o osobní zkušenosti s instalací a provozem systému reverzní osmózy? Máte informace, o které byste se chtěli podělit s námi a návštěvníky webu, nebo máte otázky? Zanechte prosím komentáře v bloku umístěném pod textem článku.