Обратный осмос – мифы и правда
Главное, что нужно изначально понимать – система очистки воды на основе обратного осмоса не является панацеей от всех проблем, а подбор компонентов этой системы должен обязательно основываться на качестве воды, которую Вы собираетесь очистить. Само же решение об установке такой системы также должно быть основано на анализе качества воды на входе – вполне вероятно, что обратный осмос Вам совершенно не нужен.
Прежде всего, нужно вспомнить, что вода, которая льется из крана в Вашем доме – это раствор. В том или ином количестве, в воде может содержаться множество различных элементов – соли, металлы, органические и неорганические соединения и т.д.
.jpg)
Из школьного курса химии многие помнят, что молекулы различных веществ имеют различный размер. При этом, наименьший размер имеют молекулы газов, наибольший – молекулы большинства солей, металлов, соединений и т.д., а молекулы воды (H2O) имеют меньший размер, чем абсолютное большинство примесей, которые в ней могут содержаться. Именно на этой разнице в размере молекул и основан процесс осмоса.
Представьте себе некий сосуд, разделенный на две части ситом, в котором размер каждой ячейки равен размеру молекулы воды. Далее, в обе части сосуда мы наливаем два разных раствора, с разными примесями и различной концентрацией. Что будет происходить внутри сосуда? Все молекулы, размер которых меньше или равен размеру ячейки нашего сита, смогут свободно перемещаться между разделенными частями сосуда и будут участвовать в диффузии. Молекулы же, размер которых больше размера ячейки сита, так и останутся в «своих» частях сосуда.
Теперь создадим некоторое давление в одной из частей сосуда и получим направленную диффузию – то есть молекулы, которые смогут проходить через сито, будут двигаться в одном направлении – в направлении той части сосуда, где давление ниже.
Осмосом называют процесс, когда чистая вода проходит через наше сито в соляной раствор, делая его менее концентрированным, соответственно, обратный осмос – это когда чистая вода «выдавливается» из этого раствора.
В качестве сита в этом случае используется специальная мембрана.
Таким образом, для обратного осмоса нужна сама мембрана, а также давление в той части сосуда, куда поступает не фильтрованный раствор. При этом важно понимать, что в случае, если концентрация крупных молекул в этой части сосуда будет расти (что неизбежно, если эта часть сосуда непроточна), доступ «проходных» молекул к ячейкам мембраны достаточно быстро станет затрудненным. В результате наступит такой момент, когда существующего давления будет уже недостаточно для «продавливания» молекул воды через мембрану, либо увеличившееся в какой-либо точке площади давление повредит ее.
Именно поэтому все системы очистки воды, основанные на процессе обратного осмоса, являются проточными, то есть очищается только часть поступающей в систему воды, большая же ее часть обеспечивает стабильную концентрацию «крупных» молекул до мембраны и сливается в канализацию. В зависимости от качества воды на входе и от особенностей самой мембраны, для получения одного литра очищенной воды расходуется от 5 до 10 литров неочищенной.
Изначально, системы очистки воды на основе обратного осмоса были разработаны во второй половине 20-го века для опреснения морской воды, как наиболее простой и наименее энергоемкий способ обеспечения пресной водой экипажей морских судов. Уже в 70-х годах прошлого века такие системы начали производить в США для очистки воды в бытовых условиях.
Несмотря на рекламные «99% очистки», мембрана обратноосмотической установки способна убрать из воды далеко не все. Если точнее – мембрана не сможет задержать никаких веществ, молекулы которых меньше молекул воды. В основном, речь идет о газах, а также таких веществах, как хлор и некоторые летучие органические соединения – гербициды, инсектициды и проч. При этом, активный хлор имеет губительное действие на материал, из которого сделана мембрана, а потому его нужно обязательно полностью удалить из воды еще до подачи ее на мембрану.
Отдельного внимания заслуживает также наличие в воде нерастворенных механических примесей – ржавчина, песок и др. Их также нужно обязательно удалить из воды до мембраны, поскольку под давлением они быстро механически повредят ее и система перестанет выполнять свою главную функцию.
При этом, мембрана задерживает абсолютное большинство солей, минералов и бактерий, которые могут содержаться в воде. Таким образом, при условии правильной подготовки воды до мембраны, на выходе мы получаем практически чистую воду, близкую к дистилляту.
Важно понимать, что вода такой степени очистки нужна далеко не для всех бытовых целей. Поэтому, с учетом расходов на ее получение, системы очистки на основе обратного осмоса устанавливают, как правило, непосредственно в том месте, где наиболее часто возникает потребность в питьевой воде – обычно это кухня. Мыть руки, посуду, а также стирать в практически дистиллированной воде никакого смысла нет.
С учетом того, что воду для мембраны обязательно нужно специально готовить, все системы очистки на основе обратного осмоса имеют несколько разных ступеней очистки, которые подбираются в зависимости от качества воды на входе в систему. Как правило, система состоит из нескольких колб стандартного размера со сменными картриджами, таким образом, «начинку» системы Вы всегда сможете поменять.
Готовой системы «на все случаи жизни» не существует в природе, а потому целесообразность установки каждой ступени, как и количество этих ступеней, должны обязательно основываться на детальном анализе исходных характеристик воды. Нет абсолютно никакого смысла убирать из воды то, чего там нет и быть не может! В ином случае, Вы потратите лишние деньги на сам фильтр – элемент системы, а также на регулярную замену сменных картриджей в нем. Уже не говоря о том, что для «продавливания» воды через лишний фильтр нужно дополнительное давление в системе.
Помимо фильтрующих емкостей, в систему также входят насос для повышения давления (он нужен не всегда), а также накопительная емкость для очищенной воды (небольшой гидроаккумулятор) – процесс очистки идет достаточно медленно, поэтому запас чистой воды повышает комфортность использования системы.
Часто в систему, уже после мембраны, включают также минерализатор – это устройство, которое искусственно добавляет в уже очищенную воду соли и минералы, якобы необходимые человеческому организму. Почему «якобы»? Об этом немного позже.
Несмотря на агрессивное продвижение на рынок систем очистки воды, построенных на основе обратного осмоса, эти системы действительно нужны далеко не во всех случаях. Вы наверняка слышали о том, что существуют утвержденные государством нормы качества питьевой воды – ГОСТы. На основании чего утверждаются такие нормы?
Так или иначе, но эти нормы разработаны на основании научных разработок и исследований о влиянии тех или иных примесей в воде на здоровье, продолжительность и качество жизни человека. И несмотря на то, что далеко не все в этом направлении исследовано и однозначно доказано наукой, других оснований просто не существует. А потому, опираться нужно, прежде всего, на факты.
Что является доказанным фактом? Доказано, что негативное влияние на здоровье и продолжительность жизни человека оказывают:
- болезнетворные бактерии
- тяжелые металлы
- соли, если их концентрация превышает 1000 мг на 1л
- любые механические примеси, не растворенные в воде
- хлор
Все заявления продавцов фильтров о том, что какие-то конкретные соли и минералы – это хорошо, а какие-то – плохо, а также заявления о том, что на здоровье может как-то влиять, скажем, структура молекул воды – не более чем домыслы и ничем не подтвержденные теории. И далеко не факт, что теории эти – правильные.
Какие из перечисленных выше проблем поможет решить мембрана обратного осмоса?
Она безусловно задержит бактерии, соли и другие примеси, например тяжелые металлы. Но с очень важной оговоркой – только в том случае, если они там были! Вы помните конечно старинный анекдот про дворника, который разгонял крокодилов на площади метлой? А когда его спросили, зачем он это делает, ведь крокодилов тут нет, он ответил, что потому и нет, что разгоняет. Примерно также действуют компании, внедряющие системы очистки воды на рынок – сначала создают в общественном мнении некие мифы об опасностях, и тут же предлагают способы этих несуществующих опасностей избежать. За дополнительную оплату, разумеется.
Вода, которую подают потребителям коммунальные службы через городские водопроводы, обязательно проходит специальную подготовку и доводится (должна доводиться) как раз до тех санитарных норм, которые указаны в ГОСТах. При этом, помимо очистки от вредных примесей, для исключения заражения воды болезнетворными бактериями, ее обязательно хлорируют. Качество и безопасность воды на выходе из очистительной станции при этом обязательно контролируется, причем пробы и анализы делаются несколько раз в день.
Таким образом, в случае, если коммунальная система очистки воды работает хорошо, проблемами такой воды являются наличие в ней хлора и ржавчины из водопровода, которые не убираются мембраной обратного осмоса. Исходя из этого, целесообразность установки системы обратного осмоса в городской квартире может быть продиктована исключительно Вашим недоверием к качеству работы коммунальных очистительных станций.
Важно понимать, что при всем хаосе, который пока еще царит в системе коммунального хозяйства большинства стран СНГ, в каждом конкретном случае всегда есть люди (должностные лица), которые несут полную ответственность (вплоть до уголовной) за качество воды, которая подается в городской водопровод. И есть органы (санэпидемслужба), которые осуществляют постоянный внешний контроль качества воды в водопроводе. Насколько вся эта система прогнила конкретно в Вашем городе и нужен ли Вам обратный осмос в городской квартире – решайте сами.
Для того, чтобы убедиться в своей правоте – сделайте несколько анализов воды из крана в течение некоторого времени – по составу воды и динамике его изменения Вы сможете сделать выводы о том, насколько стабильна и надежна работа городских очистительных систем.
Совершенно обратная ситуация с водой в частном секторе. Добывая воду из колодца, Вы никогда не сможете точно прогнозировать, какие элементы появятся в ней через день, неделю или полгода. Верхние водоносные горизонты крайне уязвимы для биологического и химического загрязнения с поверхности. Речь идет о «химических» дождях, нитратах и пестицидах с соседнего поля, соседских выгребных ямах и прочих загрязнителях. Все это может непосредственно влиять на качество и безопасность воды в Вашем доме. И в этом случае обратный осмос – практически единственный способ защитить свою семью от потребления некачественной или даже опасной для здоровья воды.
Если Вы добываете воду из глубокой скважины (например, артезианской) – шансы получать воду стабильного состава и качества безусловно выше, чем если речь идет о верхних водоносах. Но тут также важно понимать, что в том случае, если Ваш сосед устроит скважину на тот же водоносный горизонт, при этом не позаботившись о надежной изоляции всех вышестоящих водоносов – в результате в Вашей скважине окажется все та же вода из колодца, со всеми ее недостатками и угрозами.
Учитывая все факторы и риски, установка системы на основе обратного осмоса однозначно оправдана в индивидуальных (автономных) системах водоснабжения.
Во всех случаях, первой ступенью системы очистки воды на основе обратного осмоса является фильтр очистки воды от механических примесей. Даже если на входе в дом такой фильтр уже установлен, нет гарантий того, что они не появятся уже в домашнем водопроводе – ржавчина, осадок солей и т.д. Устройство, долговечность и эффективность этих фильтров у разных производителей отличается, поэтому, выбирая фильтр для первой ступени, прежде всего нужно анализировать соотношение цена/качество/срок службы картриджа. Как уже говорилось, наличие в воде механических примесей является губительным для мембраны обратного осмоса, и повреждение мембраны при этом Вы никак не сможете заметить, поэтому Вы должны иметь гарантию того, что фильтр механической очистки полностью выполняет свою функцию.
Второй ступенью в системах, которые устанавливаются в городских квартирах, обычно является угольный фильтр. Главная задача этого фильтра – удаление из воды хлора, который добавляется на городских станциях очистки воды для обеззараживания. Нужно сказать, что в грунтовых водах хлор встречается крайне редко, поэтому если вода добывается из скважины – в таком фильтре особенного смысла нет.
При этом, в грунтовых водах часто присутствует сероводород и двухвалентное железо, которые необходимо удалить из воды до мембраны. Сероводород (он дает неприятный запах и привкус) – потому что мембрана его не задержит (его молекулы меньше молекул воды), железо – потому что окисляясь оно превращается в трехвалентное и становится механической примесью, причем происходить это может уже после фильтра механической очистки.
В любом случае, точно определить, какие именно фильтры Вам нужны до мембраны, можно только одним способом – сделав детальный анализ воды, которую Вы планируете фильтровать. Ставить фильтры вслепую – напрасная трата денег. Не следует забывать, что картриджи в каждой ступени системы нужно регулярно менять.
Насос в системах очистки на основе обратного осмоса предназначен для создания необходимого давления для «продавливания» воды через мембрану. Обычно производитель мембраны указывает рабочий диапазон давлений. При этом, чем больше давление в пределах этого диапазона, тем быстрее будет происходить очистка воды (Вы сможете получить больший объем за единицу времени). На качество очистки в данном случае давление не влияет.
В большинстве бытовых обратноосмотических систем рабочим является давление от 3,5 до 7 атм (хотя, некоторые системы работают уже при давлении в 2,5 атм). Для того, чтобы понять, нужен ли Вам насос и какое давление он должен создать в системе, прежде всего нужно оценить давление в системе Вашего водопровода и сравнить его с минимально допустимым давлением, указанным производителем мембраны. Вполне возможно, что оно уже попадает в рабочий диапазон. Что же касается производительности фильтра (скорости очистки), то при условии наличия в системе накопительной емкости.
Важно также обращать внимание и на максимально допустимое для данной мембраны давление, поскольку его превышение в разы сократит срок службы мембраны.
