Instrumentos

Sistema de purificación de agua por ósmosis inversa: instrucciones de instalación

El agua del grifo moderna es un medio que contiene no solo minerales disueltos e impurezas inorgánicas dañinas, sino también patógenos que causan brotes de enfermedades infecciosas. Para prevenir el envenenamiento y la propagación de enfermedades infecciosas que tienen una vía fluvial de transmisión, las instalaciones de filtrado se utilizan en la vida cotidiana y en las condiciones industriales que, a pesar de las esperanzas puestas en ellas, no siempre hacen frente a la tarea de la manera más eficiente posible. En este sentido, surgió la necesidad de inventar instalaciones de filtrado especializadas que pudieran utilizarse para eliminar eficazmente las impurezas nocivas del agua, a lo que los científicos se enfrentaron con mucho éxito, habiendo desarrollado un proyecto para un sistema de purificación de agua con ósmosis inversa. Debido al hecho de que la purificación de agua por ósmosis inversa es el método más prometedor y confiable para preparar agua potable, en este artículo consideraremos las principales características operativas de dichos sistemas y un método detallado para su instalación..

Ósmosis y ósmosis inversa: una breve descripción de los conceptos

Ósmosis – un fenómeno que subyace al metabolismo de todos los organismos vivos y que implica la ingesta de nutrientes en la célula y la excreción de metabolitos de la misma. La implementación de estos procesos se realiza a través de una membrana semipermeable que permite el paso de moléculas de algunas sustancias e impide el paso de otras. Si en lados opuestos de una membrana semipermeable, que es capaz de pasar solo moléculas de agua, hay soluciones salinas con diferentes concentraciones, es natural esperar una igualación de la concentración, lo que conducirá al movimiento de moléculas de agua desde una solución menos concentrada. hacia una solución con una mayor concentración. La fuerza impulsora en este caso es la presión osmótica.

Osmosis inversa – un concepto que tiene lugar cuando una solución con una concentración más alta se expone a una presión externa, cuyo valor excede la presión osmótica. En este caso, el movimiento de las moléculas de agua se produce en sentido contrario, es decir, de una solución más concentrada hacia una solución con menor concentración. Así, el exceso de presión, cuyo valor excede el valor de la osmótica, “obliga” a las moléculas de agua a difundirse a través de la membrana en la dirección opuesta, opuesta a la ósmosis directa..

Purificación de agua por ósmosis inversa: el principio de funcionamiento de los sistemas de membranas.

El método de depuración de agua, que se basa en el proceso de ósmosis inversa, se ha utilizado desde principios de los años 60 del siglo pasado como método principal para desalar el agua de mar. Hoy en día, utilizando tales instalaciones, se producen cientos de miles de toneladas de agua potable embotellada por día, cuya eficiencia de purificación no está en duda. En resumen, los filtros de ósmosis inversa se pueden caracterizar de la siguiente manera: son dispositivos basados en una tecnología innovadora de purificación de agua. Si no entra en detalles y descarta todos los matices tecnológicos, la filtración de agua en ellos se lleva a cabo debido a la presencia de una membrana especial diseñada para eliminar las impurezas en el agua en estado disuelto. Con la tecnología de purificación de agua por ósmosis inversa, puede purificar el agua de partículas que no superen los 0,001-0,0001 micrones. Esta gama incluye la mayoría de las impurezas que se pueden encontrar en el agua: sales de dureza, colorantes, moléculas pequeñas, iones de sodio, sulfatos y nitratos. Si, antes del uso directo de unidades de ósmosis inversa, se utilizan etapas de purificación adicionales, como micro, ultra y nanofiltración, así como purificación mecánica, la eficiencia de purificación con la ayuda de unidades de ósmosis inversa aumentará significativamente..

Foto de ósmosis inversa

El funcionamiento de los sistemas de ósmosis inversa se basa en tecnologías de baromembranas, según las cuales la fuerza impulsora del proceso es la diferencia de presión creada en ambos lados de la membrana semipermeable. Está hecho de materiales porosos como películas de celulosa de poliamida o acetato y fibras huecas. En términos de características de diseño, existen dos tipos de elementos de filtro:

Fibra hueca;
Rollo.

Importante! En los sistemas de tratamiento de agua, los más comunes son los elementos de ósmosis inversa tipo rollo, que consisten en dos membranas semipermeables y una capa de elementos flexibles tipo cinta que se enrollan sobre un tubo de drenaje central perforado. El agua inicial a depurar entra en el módulo de rollo y, por las peculiaridades de su estructura, se divide en dos corrientes:

Impregnar – agua purificada y desmineralizada que ha atravesado la membrana;
Concentrado – agua, caracterizada por un alto contenido de impurezas que no han atravesado los poros de la membrana.

La estructura de la membrana de filtración y sus funciones.

La membrana de filtración es un polímero compuesto que se caracteriza por una densidad desigual y consta de dos capas que están inseparablemente conectadas entre sí. La capa exterior tiene 0,00001 pulgadas de grosor. Sirve como barrera y descansa sobre una capa menos densa de 0,005 pulgadas. La membrana de ósmosis inversa es un elemento filtrante que cumple con todos los requisitos, por lo que, teóricamente, en el agua que pasa a través de la membrana, independientemente de la concentración inicial de sustancias minerales en el agua, no debería haber impurezas en absoluto. De hecho, en el agua que pasa por el filtro, hay una pequeña cantidad de impurezas minerales en una concentración de 6-7 mg / l, que también cumple con los requisitos sanitarios para el agua potable..

La función principal de la membrana filtrante, como su nombre lo indica, es la filtración, que se realiza a través de los poros del material. El agua que pasa a través de la membrana del filtro contiene iones y compuestos de bajo peso molecular que son más pequeños que las moléculas de agua. Se retienen otras impurezas presentes en el agua, como virus, moléculas individuales, así como sales disueltas e iones metálicos..

Durante el funcionamiento de la unidad de ósmosis inversa, la superficie y los poros de la membrana semipermeable se contaminan gradualmente, lo que afecta negativamente el rendimiento de la unidad. Para restaurar el dispositivo a su rendimiento original, es necesario enjuagar el dispositivo, también llamado ciclo de regeneración. La forma más común de limpiar la superficie de la membrana es lavar a contracorriente con un chorro de agua o soplar con aire comprimido..

Importante! Para aumentar el intervalo de tiempo entre la limpieza del dispositivo, los expertos recomiendan agregar reactivos químicos a la corriente de aguas residuales para evitar la formación de lodos. Los reactivos más utilizados son el ácido sulfúrico y / o inhibidor, que se añaden al agua una vez que ha pasado por la unidad de pretratamiento..

Componentes básicos de las plantas de ósmosis inversa

La composición de las depuradoras de agua por ósmosis inversa es bastante variable y depende de la composición del agua a tratar y de las condiciones en las que se lleve a cabo este proceso. Sin embargo, existe una configuración básica estándar que incluye los siguientes elementos funcionales:

Prefiltro, destinado al tratamiento preliminar del agua, durante el cual se eliminan partículas sólidas de hasta 5 micrones de tamaño;
Unidad de filtrado, destinado a la instalación de módulos de membrana que intervienen directamente en la filtración de agua;
Equipo de bombeo, en otras palabras, una bomba de ósmosis inversa, que crea la diferencia de presión necesaria, proporcionando un flujo inverso de líquido;
Tubería de instalación;
Instrumentos de regulación y control, proporcionar control y control automático de la instalación de ósmosis inversa;
Bloque de lavado, diseñado para proporcionar el lavado de la superficie de la membrana en el momento adecuado para aumentar la productividad de la instalación.

Cartuchos adicionales que realizan funciones secundarias y se instalan en el sistema para mejorar las características de calidad del agua:

Mineralizador, debido a cuyo uso el agua que se purifica está saturada de minerales y sales necesarios para mantener el equilibrio salino normal en el cuerpo. Además, el agua que ha pasado por los filtros de agua de ósmosis inversa tiene un nivel de pH más alto;
Ionizador, diseñado para ionizar el agua y eliminar los iones negativos. El agua, que pasa a través de filtros con ionizadores, se caracteriza por una asimilación más fácil en el cuerpo humano, contribuye a la regulación más óptima del nivel de pH, así como a la eliminación de toxinas del cuerpo;
Cartucho de biocerámica, Restaurando la estructura natural del agua. Beber agua que ha pasado por una unidad de ósmosis inversa con cartucho de biocerámica ayuda a limpiar el organismo, eliminar toxinas y ralentiza la oxidación de los radicales libres;
Cartucho de ablandamiento, al instalarlo, obtienes agua purificada a partir de iones de calcio, que es responsable de la dureza del agua..

Importante! Si utiliza una unidad de ósmosis inversa con un cartucho adicional, debe asegurarse de que tenga instalado un grifo doble, diseñado para agua que se haya sometido a una purificación adicional y agua que haya pasado solo a través de un filtro de ósmosis inversa..

Proceso de purificación de agua por ósmosis inversa.

El esquema clásico de purificación de agua mediante una unidad de ósmosis inversa es de cinco etapas e incluye una secuencia de etapas, cuya observancia se reconoce como la principal garantía de una purificación eficaz del agua. El principio de funcionamiento de las modernas plantas de ósmosis inversa se basa en el paso del agua, que ha sido sometida a un tratamiento mecánico preliminar, a través de una membrana semipermeable, caracterizada por la presencia de poros microscópicos que atrapan los contaminantes, que posteriormente son lavados por el flujo. de agua en el sistema de alcantarillado. La limpieza mecánica preliminar es la primera y necesaria etapa de la purificación del agua, ya que las partículas más grandes, al entrar en los poros de la membrana de filtración, pueden obstruirlas, lo que reducirá el rendimiento de la unidad de ósmosis inversa o la inhabilitará por completo..

La etapa de limpieza previa implica el paso del agua a través de un filtro, que incluye un sistema de cartuchos, y consta de varias etapas, que se enumeran a continuación:

Filtro grueso, reteniendo grandes partículas mecánicas (arena y óxido);
Bloque de carbón, destinado a la purificación de agua a partir de productos petrolíferos, fenoles, cloro y metales pesados;
Filtro fino – la etapa durante la cual tiene lugar la purificación adicional final del agua, lo que implica la eliminación de partículas con un tamaño de menos de 1 micra.

En la cuarta etapa de purificación, el agua pasa directamente a través membrana de ósmosis inversa. En esta etapa, el agua se filtra a través de los poros de la membrana, cuyo tamaño ayuda a eliminar las bacterias y otras impurezas de “pequeño calibre” del agua;
Una vez que el agua se ha filtrado a través de los poros de la membrana de ósmosis inversa, se acumula en un recipiente sellado de metal o plástico, separado por una membrana de goma. En un lado de la membrana, se bombea aire al recipiente, en el otro lado, entra agua.
Después de abrir el grifo, el agua se expulsa del tanque, después de lo cual pasa por la quinta etapa de limpieza: filtro de carbón. Después de pasar la purificación de cinco etapas, el agua está completamente lista para su uso, tiene un sabor y un olor agradables..

Importante! El único inconveniente de las plantas de ósmosis inversa es la duración de la limpieza, debido a su baja productividad..

Beneficios de los filtros de ósmosis inversa

El nivel más alto de purificación de agua en comparación con otras plantas de filtración;
No es necesario utilizar reactivos adicionales durante el funcionamiento de las plantas de ósmosis inversa;
Las unidades de ósmosis inversa se caracterizan por un diseño compacto de los equipos incluidos en su conjunto;
A la venta se pueden encontrar muchos modelos de filtros de ósmosis inversa, caracterizados por diferentes capacidades y una amplia gama de características de rendimiento, lo que les permite ser utilizados tanto para fines domésticos como comerciales;
Facilidad de uso y operación poco exigente;
El funcionamiento automatizado de la planta es otra ventaja de los filtros de ósmosis inversa;
Las características de diseño de tales instalaciones también están al más alto nivel. Su característica distintiva es un sistema modular, gracias al cual tiene la oportunidad de aumentar la productividad de la unidad con un conjunto estándar mediante la instalación de cartuchos de filtro adicionales;
Las tuberías y los accesorios de las plantas de ósmosis inversa están fabricados con materiales resistentes a la corrosión, lo que también tiene un efecto positivo en su rendimiento..

Sistemas de ósmosis inversa de bricolaje: recomendaciones de expertos

Antes de proceder a la compra de todos los elementos constitutivos para la instalación de una planta osótica inversa, es necesario determinar la presión del agua en la tubería. Si no supera los 2,5 bar, es necesario adquirir una bomba que aumente la presión.
Además, es importante calcular la cantidad de agua que necesitas al día. Debe recordarse que el rendimiento de la membrana, que puede purificar de 50 a 100 galones de agua por día, determina el rendimiento de todo el sistema..
Para la selección óptima de todos los filtros y cartuchos adicionales incorporados, se recomienda realizar un análisis preliminar del agua, es decir, su composición mineral. Una planta de ósmosis inversa estándar incluye tres prefiltros, sin embargo, en el caso de alta calidad del agua y sus características organolépticas óptimas, su número se puede reducir a dos..
Además de los elementos anteriores, es necesario comprar un limitador de flujo de agua, que es un tubo con un orificio calibrado y un inserto de plástico, que está diseñado para descargar el flujo de agua en el sistema de alcantarillado..

Para seleccionar el limitador de flujo correcto, es necesario tener en cuenta el rendimiento del diafragma:

Una membrana que pueda purificar 50 galones de agua requerirá un limitador de flujo de 300;
Para una membrana que limpia 75 galones de agua: limitador de flujo de 450;
Para limpieza de membranas 100 galones de agua – limitador de flujo 550.
Para aumentar el rendimiento del sistema, se recomienda instalar una caja de cambios delante del prefiltro..
Durante la instalación de los filtros de ósmosis inversa, todos los componentes del sistema deben conectarse utilizando tuberías de plástico en la secuencia correcta, y se debe usar cinta FUM y remolque con sellador para sellar las conexiones..

En el proceso de ensamblaje de plantas de ósmosis inversa, necesitará los siguientes materiales:

Membrana y carcasa para ello;

Sistema de filtrado: filtros mecánicos, filtro de carbón y filtros adicionales;

Tanque de almacenamiento;
Bomba de ósmosis inversa;
Limitador de flujo;
Manómetro para medir la presión del agua;
Contador de agua fría;
Reductor;
Grifo;
Tablero de montaje de filtro;
Dos metros de tubería de pequeño diámetro;
Abrazadera de drenaje para la manguera a la alcantarilla;
FUM-cinta y remolque.

¿Cómo instalar un sistema de ósmosis inversa? Disposiciones Básicas

Debido a que existen varias formas de instalar filtros de ósmosis inversa, en primer lugar, de todas las opciones existentes, es necesario elegir la más adecuada para usar en casa. La opción más común es instalar y conectar la ósmosis inversa debajo del fregadero..
La instalación del sistema se puede realizar tanto en vertical como en horizontal. Si, al colocar el tanque de almacenamiento, tuviste que enfrentar una falta de espacio debajo del fregadero, se puede colocar en el mueble de la cocina o en la posición de su lado, lo que no afectará el funcionamiento del mueble de ninguna manera..
Además, la salida de agua final debe estar conectada a un grifo separado, que debe instalarse en las inmediaciones del fregadero o conectarse a algún dispositivo, por ejemplo, a una cafetera..

Importante! Los filtros con membrana incorporada y cartuchos adicionales deben colocarse de tal manera que durante el funcionamiento brinden un fácil acceso para reemplazar los cartuchos..

Para asegurar la eliminación de agua en el sistema de ósmosis inversa, se debe cortar una T en la tubería de agua fría.

Importante! Si es necesario instalar una bomba de refuerzo, debe colocarse de tal manera que se ubique frente a la membrana semipermeable de ósmosis inversa, pero después de los prefiltros. Colocar el diafragma de esta manera prolonga la vida útil de la bomba, ya que no se obstruye con el agua del grifo..

En este sentido, la bomba se alimenta de la red, para evitar fugas y más cortocircuitos, es necesario sellar cuidadosamente todas las juntas..
Además, se debe tener cuidado de instalar una válvula de derivación de cuatro vías para cerrar el suministro de agua en caso de un desbordamiento en el tanque de almacenamiento. Una entrada de la válvula se alimenta con agua que ha pasado a través de un filtro mecánico, desde la otra, se suministra agua a la membrana de ósmosis inversa..
Los conectores restantes están conectados en el espacio entre el tanque de almacenamiento y la membrana. En el caso de instalar un sistema en el que no hay tanque de almacenamiento, ambos conectores están dirigidos al sistema de alcantarillado..
Para instalar un grifo de agua potable en un fregadero, es necesario preparar abrazaderas de tubería y tuercas de fijación. Si no hay un orificio de grifo correspondiente, debe cortarse con un taladro y un taladro de diamante..

Importante! Al instalar el filtro, es necesario instalar la abrazadera en el tubo de drenaje, que debe ubicarse sobre el sello hidráulico.

Una vez que haya completado la instalación, enjuague el sistema drenando un poco de agua filtrada. Para realizar esta manipulación, es necesario cerrar la válvula del tanque y mantener la válvula abierta durante algún tiempo. Una vez cumplida esta condición, cierre el grifo y abra el depósito. Una vez que esté lleno, toda el agua se debe tirar por el desagüe. Si sigue todas las recomendaciones anteriores, puede estar seguro de la calidad adecuada del agua filtrada..

¿Cómo alargar la vida del sistema? Reemplazo de cartuchos de tinta

En el proceso de purificación de agua en el hogar, es importante mantener el estado adecuado de las plantas de ósmosis inversa reemplazando los consumibles a tiempo..
Teniendo en cuenta la cantidad de agua purificada, cuya cantidad se puede rastrear de acuerdo con las lecturas del medidor, el reemplazo de los filtros mecánicos y de carbón debe realizarse al menos una vez cada 3-6 meses;
La vida útil de una membrana de ósmosis inversa también es variable y, dependiendo de la cantidad, temperatura y calidad del agua, varía de 1 a 5 años..

La necesidad de reemplazar la membrana se puede juzgar por las siguientes señales:

Disminución de la presión en el sistema;
Deterioro de las características de calidad del agua filtrada;
Sedimento en la membrana.

Importante! Si el sistema de limpieza no se ha utilizado durante una semana, se debe desinfectar la membrana..