Обратноосмотическая мембрана — это полимерная пленка на инертной основе, вступающая в реакцию гидратации с молекулами воды, после чего начинает набухать. Давление проточной воды проталкивает молекулы H2O сквозь мембрану, а растворенные в ней вещества не вступившие в реакцию с материалом удаляются.

При переходе воды через мембрану, концентрация растворенных веществ перед мембраной растет, и соответственно переход воды через мембрану прекратится. Чтобы этого не произошло, концентрат постоянно сбрасывается в дренаж.

Обратноосмотическая мембрана разделяет проточную воду на очищенную (пермеат) и концентрат примесей (ретентат), сливаемый в дренаж. Не является аналогом сита, поскольку не имеет пор. Разделение воды происходит за счет процесса гидратации. Сорбционный (проточный) фильтр не удалят из воды соли ионы кальция и магния. Смягчающий вариант проточного фильтра имеет ионообменный модуль. В процессе ионного обмена кальций и магний меняются на ионы натрия (реже — водорода), которые не выпадают в осадок при кипячении. Кальций — это двухзарядный ион, натрий — однозарядный. Вместо одного кальция выходит два иона натрия. Осмотические мембраны разрабатывались для обессоливания воды на территориях, где питьевая вода соленая, но еще не морская. Поэтому стандартные испытания на удаление солей проводили по раствору хлорида натрия (поваренной соли) для удаления соли на 99%. Но при возрастании жесткости вода, эффективность понижается до 90-93%. Для бытового осмоса используют мембраны с селективностью по хлориду натрия от 97 до 99%. По другим веществам селективность может отличаться. Например, соединения бора проходят через мембрану, а большие органические молекулы удаляются практически на 100%. Различают следующие виды мембран: — полиамидные (нейлоновые) мембраны с селективностью 90 — 99%. - мембраны для опреснения морской воды: имеет более плотную подложку (керамическую) для работы с высокой производительностью — полиацетатные мембраны на целлюлозной основе. Пропускают до 50% нитратов. Наличие угольной предфильтрации не помогает, ведь она также не “видит” нитраты. Основа из целлюлозы провоципует активное размножение бактерий. Вода для нас это не пища и не способ получения “кирпичей” для строительства организма. Это среда, в которой проходят химические и физические процессы организма. Причем сама она достаточно инертна и в этих процессах почти никогда не участвует. Мы ее не расщепляем на водород и кислород, в теле не проходит процесс электролиза. Понимая эту роль воды, пить можно и дистиллированную воду, в которой нет “полезных минералов”. Имея сбалансированное питание, вы не получите никаких проблем.

Знакомство человека с полупроницаемыми мембранами началось с истории внимательного французского аббата Ноле в середине XVIII века. Он налил вино в свиной мочевой пузырь и оставил на хранение в бочке водой. Вино стало похожим на сок, пузырь увеличился, а явление получило от Ноле название осмос (от греческого “давление”). Аббат описал свойства полупроницаемой мембраны и ее главную способность — пропускать только воду. Если ли бы пузырь с вином, который Ноле положил в воду, не обладал способностью растягиваться, проникающая вода подняла бы давление и процесс бы остановился. Давление, которое необходимо приложить, чтобы не пустить воду в вино и называется осмотическим. Оно зависит от разности концентраций растворенных веществ по обе стороны мембраны. Позднее к исследованиям подключились естествоиспытатели, ботаники и физиологи, интересовавшиеся природными проявлениями осмоса, в частности, питанием растений и клеток человеческого организма. Отдельную ветку интересантов составили физики и химики, которых беспокоила задача “повторить процесс в промышленных масштабах” для обессоливания пресной воды и опреснения морской.

Что не чистит даже обратноосмотический фильтр? Есть вещества, которые легко обманывают мембрану. Среди них — бор/бораты. При нейтральном рH бор находится в растворе в виде молекулы H3BO3 и по некоторым свойствам очень напоминает мембране воду. Это позволяет бору проходить через мембрану за компанию. Если рН изменить на щелочной, то бор будет находиться в растворе в виде заряженного иона — аниона борной кислоты или тетрабората. В виде аниона, бор уже отлично отсекается мембраной. Для некоторых легколетучих органических соединений характерна высокая диффузионная активность. Например, хлороформ способен проникать через мембрану, однако легко удаляется угольным предфильтром. Мембрана не предназначена для удаления газов, в частности, сероводорода. Жителям мегаполисов переживать не стоит, воду с сероводородом не поставят в водопроводную сеть, а бор токсичен не во всех формах. Борную кислоту, например, закапывают детям в уши. промывка Промывку мембраны действительно делают. Однако, это относится к промышленным мембранам. Для их промывки, в зависимости от того, какие именно частицы “налипли” на мембрану, используют целый арсенал специальных составов: щелочные, кислотные детергенты, ПАВы и так далее. Причины по которой мембрана выходит из строя: Физическое повреждение Потеря способности к гидратации из-за воздействия хлорированной воды или других окислителей (озонирование) либо из-за высыхания мембраны. Процесс может стать необратимым, поэтому нельзя допускать высушивание уже поработавшей мембраны. А чтобы предотвратить порчу мембраны из-за хлора, обратноосмотический фильтр обязательно имеет в составе угольные блоки предварительной очистки. Осаждение на поверхности нерастворимых солей и механических примесей, присутствующих в воде (плохая/недостаточная предфильтрация) Недостаточный поток воды в дренаж или “экономия” дренажной воды. Диффузия — параллельный процесс Одновременно с процессом переноса молекул воды через мембрану, происходит и процесс диффузии растворенных веществ через нее же. Чем больше градиент концентрации, тем больше диффузия. Конечно, результат этого процесса определяется и природой диффундирующих веществ: какие-то из них более «пронырливы», какие-то менее. При прочих равных, большие органические ионы диффундируют хуже маленьких, «шустрых» ионов щелочных металлов. По сравнению с основным переносом молекул воды через мембрану, количество диффундирующего вещества мало, и в бытовой водоочистке им можно пренебречь. Тем не менее, именно по этой причине селективность мембраны составляет не 100%. Результат диффузии обычно заметен в первой порции воды после длительной стагнации — простоя фильтра. За это время концентрация солей по обе стороны мембраны успевает выровняться. В «продвинутых» фильтрах есть специальные ухищрения, чтобы бороться с этой проблемой. Любой материал подвержен диффузии. Думаете полиэтилен герметичен? Газы через него проходят со свистом, хоть и тихим. Гораздо быстрее диффундирует гелий из воздушного шара.