Покупать воду в бутылках – это лучше, чем пить не весть что из-под крана, однако еще лучше иметь собственный портативный «мини-завод» по очистке воды, который свободно помещается в шкафу под раковиной. Исходным продуктом в таком случае является водопроводная вода, а на выходе мы получаем чистую воду, не хуже, а может быть даже и лучше, чем бутилированную.

Сегодня для многих уже не секрет, что наиболее эффективные фильтры для воды работают по принципу обратного осмоса. Однако, что это за такой «осмос» и почему он должен быть обратным, могут объяснить единицы. Надо сказать, что тема обратного осмоса действительно сложна для понимания обывателей, но мы все же сделаем попытку объяснить суть этого процесса доступным языком.

Итак, в кране течет не совсем чистая вода с переменными параметрами. Как известно, пить плохую воду может быть намного хуже, чем есть плохую еду или дышать плохим воздухом. Все-таки мы на 80% и более состоим именно из воды, а не из белков или воздуха. Но поймите правильно, и то и другое в конечном итоге влияет на качество нашей жизни, однако о воде как о главном факторе почему-то вспоминают в последнюю очередь.

Разумеется, нет ничего лучше, жить у горного ручья и пить из него живую воду, навсегда позабыв о разных там камнях в почках и прочих напастях. Но на всех ручьев как видно не хватает, и многие из нас сегодня вынуждены жить в высотных «замках» вдали не только от ключевой воды, но и от всех прочих атрибутов природы.

А что такое чистая вода, и какова ее химическая формула? То, что мы учили в школе, а именно H2O – это жидкость, в чистом виде не существующая в природе. Если говорить о питьевой воде, то это довольно сложный водный раствор различных минералов, однако в ней не должны присутствовать токсиканты и патогенная микрофлора. Сегодня ученые говорят еще и об информационной составляющей воды, но пока только пытаются найти ключ к этой загадке. В свободной продаже еще нет водяных фильтров, которые бы включали в себя такой уровень, как структурирование воды.

Взвесив все «за» и «против», перебрав кучу различных фильтрующих систем, приходим к выводу, что наибольший очистительный эффект сегодня могут предоставить фильтры, использующие принцип обратного осмоса. Тонкость такой очистки составляет 0,1…0,001 мкм, и она проходит молекулярном уровне.

Через такое мелкое «сито» не могут пройти ни вирусы, ни бактерии – все они вместе с токсическими соединениями, а также вполне нейтральными включениями остаются по ту сторону мембраны. Таким образом, обратноосмотические фильтры в целом способны очистить воду на 99%, что является очень высоким результатом.

Что такое осмос?

Если разделить сосуд полупроницаемой мембраной и по разные ее стороны налить чистую воду и насыщенную какими-то веществами, то на их рубеже возникнет, так называемое осмотическое давление, благодаря которому молекулы чистой воды устремятся в концентрированный раствор. При этом уровень чистой воды понижается, поскольку часть ее переходит по ту сторону полупроницаемой мембраны. Процесс перехода молекул воды в концентрированный раствор называется прямым осмосом.

Однако молекулы воды можно заставить двигаться и в обратном направлении, – достаточно создать в концентрированном растворе давление, превышающее осмотическое. Если уже совсем упростить, то представьте очень мелкое сито, через которое мы под давлением пропускаем грязную воду, а с другой его стороны получаем практически H2O.

Полупроницаемая мембрана

В системах обратного осмоса полупроницаемые мембраны выполняют главную функцию. Их рабочей частью является очень тонкая селективная оболочка, закрепленная на армирующей пластиковой сетке. Такая мембрана задерживает любые загрязнители, как-то: соли тяжелых металлов, бензол, нитраты, радиоактивные элементы. Чем тоньше мембрана, тем выше ее производительность. В то же время она должна обладать достаточной механической прочностью и быть устойчивой к переменам температуры. Само собой полупроницаемая мембрана выполняется из материала, стойкого к различным химическим веществам.

Для получения большого количества чистой воды, площадь селективной мембраны в системе обратного осмоса тоже должна быть большой. Чтобы разместить в небольшом объеме значительную по площади мембрану, ее наматывают на перфорированную трубку.

В бытовых обратноосмотических фильтрах чаще всего используются синтетические мембраны из полимеров ацетатной и полиамидной группы. Так мембраны из ацетата целлюлозы отличаются устойчивостью к хлору и его соединениям, но по производительности менее эффективны. Полиамидные мембраны выдерживают высокую температуру, не чувствительны к колебаниям рН, но хлор, который применяется для дезинфекции воды, разрушает их.

Производительность мембран указывается изготовителем и выражается в литрах/сутки. На некоторых мембранах производительность указывается в галлонах (100 гал.=378 л). Производительность замеряется при температуре 25°С и при давлении 3 бар.

Если нужна высокая производительность установки, то это достигается за счет более производительной и соответственно более дорогой мембраны.

Не вся вода при обратном осмосе проходит очистку, т.к. обратноосмотическая установка не является фильтром в буквальном смысле этого слова. Существует такое понятие, как конверсия, употребляемая в данном случае для определения соотношений очищенной и неочищенной воды. Для низконапорных установок обратного осмоса характерна 60%-ная конверсия. Остальная вода уходит на хозяйственные нужды.

Микроскопические отверстия в полупроницаемой мембране, диаметр которых исчисляется тысячными долями миллиметра, легко забиваются более крупными частицами, вследствие чего производительность ее сокращается. Чтобы этого не случалось, вода должна быть предварительно очищена от крупных включений. Достигается это двухступенчатой очисткой двумя механическими фильтрами, первый из которых задерживает частицы крупнее 5 мкм, а второй крупнее 1 мкм.

Чтобы предохранить мембрану от воздействия хлора на предварительном этапе очистки вода проходит также и через угольный фильтр. Активированный уголь хорошо справляется с поглощением хлора, но нужно вовремя менять картриджи, иначе преждевременно испортится мембрана.

Некоторые производители покрывают мембраны специальным грязеотталкивающим слоем. Это продлевает срок их эксплуатации, но не делает его безграничным. Периодически любые мембраны подлежат замене.

Что, кроме мембраны?

Мембранный блок – не последнее звено очистительной цепи. В наиболее широких версиях систем обратного осмоса на заключительном этапе очистки вода проходит еще один угольный фильтр, в котором абсорбируются газы и летучие вещества.

Минерализатор не имеет отношение к очистке, но часто устанавливается после всех фильтров. Полностью деминерализованная вода, по мнению специалистов, непригодна для питья, поэтому ее снабжают нужными организму солями. Вопрос полезности или вреда деминерализованной воды не находит однозначного ответа у современной науки. Однако минерализаторы все же устанавливают, возможно, что и на всякий случай. Они же являются и краеугольным камнем, компрометирующим всю систему. Дело в том, что качественными являются только дорогие соли от ведущих производителей. Но, к сожалению, на рынке сегодня много подделок, отличить которые от оригинала довольно трудно. Исключением являются только соли от производителя, которые продают через фирменные торговые сети.

Бытовые системы обратного осмоса чаще являются накопительными, а не проточными. Производительность мембран многих приборов относительно невысока, и чтобы в запасе всегда была чистая вода в системах предусмотрен накопительный бак, емкостью 10-15 л. В более дорогих моделях установлены мембраны высокой производительности, которые позволяют получать воду по мере необходимости и в нужном количестве. Для протекания процесса обратного осмоса требуется определенное давление, которое может быть обеспечено как гидрофорами, так и обычными водопроводными системами.

Фильтрационную установку размещают под раковиной. Кран, на который подается очищенная вода, устанавливается отдельно, например, сбоку от обычного кухонного смесителя. Можно подвести очищенную воду к кофеварке или кулеру. Стандартные системы обратного осмоса имеют общую схему: закрепленные на шине фильтры, сверху них – мембранный блок и минерализатор, сбоку – накопительный бак для чистой воды. Очень важно расположить шину с фильтрами так, чтобы к последним был свободный доступ, поскольку менять их придется регулярно. Механические и угольные фильтры подлежат замене 2-4 раза в год, в зависимости от интенсивности эксплуатации системы и качества водопроводной воды.

Мембрана меняется реже, а ее работоспособность зависит в первую очередь от качества. Разброс сроков эксплуатации разных мембран довольно широк – от 1 до 5 лет. Поскольку мембрана по разным причинам может выйти из строя преждевременно, то время от времени нужно проверять качество очищенной воды при помощи портативных тестов. Признаком засорения мембраны может являться снижение производительности системы, однако нужно убедиться, не упало ли при этом ее давление.