Зворотний осмос – у чому полягає цей метод очищення води?

Процес зворотного осмосу (RO) oбазується на явищі дифузії, тобто переміщенні молекул з області з вищою концентрацією до області з нижчою концентрацією. У випадку RO забруднена вода піддається високому тиску, щоб змусити її протікати через напівпроникну мембрану. Ця осмотична мембрана має мікроскопічні пори, які настільки малі, що пропускають тільки молекули води, а забруднення, такі як мінеральні солі, пестициди, бактерії, віруси та інші хімічні сполуки, залишаються на протилежному боці.

У процесі зворотного осмосу утворюється ультрачиста вода (інші назви — очищена вода, вода для ін'єкцій або вода для ін'єкцій), яка має багато промислових застосувань, про які ми поговоримо далі в цій статті.

Властивості води, отриманої в процесі зворотного осмосу

Властивості надчистої води визначаються кількома стандартами та рекомендаціями, такими як ASTM,Pharmacopoea Europaea, USP, DIN або ISO. Ці стандарти є загальновизнаними у всьому світі, і багато компаній застосовують їх у процесі виробництва води високої чистоти.

Однією з найважливіших властивостей води, отриманої в процесі зворотного осмосу, є низька електропровідність. Процес зворотного осмосу видаляє більшість мінеральних солей, які є основними провідниками струму у воді, що призводить до зниження провідності. Очищена вода може мати провідність в декілька мікросіменсів на сантиметр (μS/cm), тоді як звичайна, необроблена вода має провідність від декількох сотень до декількох тисяч μS/cm через наявність розчинених мінеральних солей.

Ультрачиста вода – застосування в промисловості

Вода, отримана за допомогою зворотного осмосу, застосовується в багатьох галузях промисловості, де потрібна вода найвищої якості, вільна від забруднень і хімічних речовин.

Харчова промисловість та виробництво напоїв

Вода, отримана за допомогою RO, є необхідною в харчовій промисловості та виробництві напоїв. Вона використовується як інгредієнт харчових продуктів, для приготування напоїв, зокрема у процесі виробництва пива, вина та безалкогольних напоїв.

Хімічна промисловість

Вода з RO в хімічній промисловості використовується для виробництва добрив, барвників і фарб, виконуючи роль розчинника і охолоджуючого агента.

Фармацевтична промисловість

У фармацевтичній промисловості використовується для виробництва ліків, а також як компонент у виробничому процесі.

Косметична промисловість

У косметичній промисловості використовується як інгредієнт у виробництві косметичних засобів, таких як креми, шампуні та засоби для зняття макіяжу.

Електронна промисловість

Ця вода використовується як компонент у процесах виробництва мікропроцесорів та інших електронних пристроїв.

Системи зворотного осмосу – вимірювальні датчики та рішення для автоматизації

Для забезпечення якості води, отриманої за допомогою RO, необхідно контролювати такі параметри якості води, як провідність і температура.

Повна вимірювальна система для вимірювання води високої чистоти складається з:

• Перетворювач/контролер для води високої чистоти, наприклад, JUMO AQUIS 500 CR
• Датчик провідності для води високої чистоти з точно виміряною сталою комірки.

Провідність може допомогти нам швидко і надійно оцінити якість води. Датчик провідності вимірює суму всіх іонів, присутніх у розчині. Найкраще для цього підходять двоелектродні датчики провідності, такі як JUMO tecLine CR.

• Датчик температури (зазвичай інтегрований з кондуктометричною коміркою)

Оскільки провідність також залежить від температури, результати вимірювання зазвичай коригуються до стандартної температури 25 °C (за допомогою температурної компенсації). Температуру можна вимірювати окремо або за допомогою датчика температури, вбудованого в комірку провідності.

• З'єднувальний кабель

Опціонально:

• Датчик тиску – використовується, зокрема, для попередньої фільтрації у фармацевтиці та для очищення морської води через високий вміст солі.

Процес зворотного осмосу – які кроки необхідно вжити, щоб забезпечити оптимальну продуктивність?

Для забезпечення оптимальної ефективності процесу зворотного осмосу (RO) необхідно вжити декілька заходів.

1. Перш за все, необхідно провести аналіз якості сирої води, яка буде піддана процесу RO. Ця вода повинна бути належним чином підготовлена перед введенням в систему RO, що запобіжить пошкодженню мембран RO.
2. Другим кроком є правильне проектування та підбір компонентів системи RO. Система RO складається з багатьох елементів, таких як насоси, фільтри, мембрани RO, перетворювачі/регулятори провідності, кондуктометри, pH-електроди, датчики температури, перетворювачі тиску та багато інших.
3. Наступним кроком є регулярне підтримання чистоти системи RO та проведення технічного обслуговування. У разі відсутності очищення забруднення осідають на мембранах RO, що знижує ефективність процесу та скорочує термін їх експлуатації.
4. Останнім, але не менш важливим кроком є моніторинг продуктивності системи RO. Це дозволяє виявити можливі проблеми та вжити відповідних заходів для забезпечення безперервності процесу та досягнення оптимальної продуктивності.

Переваги та виклики, пов'язані з очищенням води за допомогою зворотного осмосу

Однією з головних переваг є можливість отримати воду високої якості, вільну від шкідливих речовин, солей і бактерій. Така вода необхідна в багатьох галузях промисловості, таких як виробництво ліків, косметики, напоїв або мікроелектроніки. Очищення води методом RO також є більш екологічним, ніж традиційні методи, оскільки зменшує кількість спожитої води та усуває необхідність використання хімікатів.

Однак процес зворотного осмосу є дорогим у обслуговуванні та вимагає значних фінансових витрат. Обладнання RO потребує регулярного технічного обслуговування та заміни компонентів, що збільшує витрати на обслуговування. Крім того, цей процес вимагає енергії, що сприяє збільшенню викидів парникових газів.

Іншою проблемою, пов'язаною з очищенням води за допомогою зворотного осмосу, є проблема сольових відкладень, які осідають на мембрані RO і можуть її пошкодити. Тому необхідний регулярний контроль і очищення мембран, що також пов'язано з витратами.

Підсумовуючи, можна сказати, що очищення води за допомогою зворотного осмосу має багато переваг, але також пов'язане з певними проблемами та витратами, які можна мінімізувати, вибираючи якісні вимірювальні датчики. Однак варто пам'ятати, що вода високої якості необхідна в багатьох галузях промисловості, а RO є одним з найефективніших способів її отримання.