Αντίστροφη όσμωση

Χρόνος ανάγνωσης 3 λεπτά

Ενημέρωση - Φεβρουάριος 3, 2024

Εισαγωγή στην αντίστροφη όσμωση

Ποιος δεν το έχει βιώσει, και για τους ιδιοκτήτες οπωρώνων κερασιών είναι μια φρίκη, το σκάσιμο των ώριμων κερασιών μετά από μια νεροποντή.

Ο λόγος γι' αυτό είναι το έργο του Όσμωση (ελληνικά για τη "διείσδυση"): Το νερό της βροχής περιέχει πολύ λίγα διαλυμένα σωματίδια. Επομένως, έχει υψηλό χημικό δυναμικό.
Το πλούσιο σε ζάχαρη νερό στη σάρκα του κερασιού περιέχει πολλές διαλυμένες ουσίες. Ως εκ τούτου, έχει χαμηλό χημικό δυναμικό.
Προκειμένου να εξισορροπηθούν οι διαφορές δυναμικού, η σάρκα απορροφά το νερό της βροχής, το οποίο αυξάνει τον όγκο του κερασιού και τελικά η φλούδα δεν μπορεί πλέον να αντέξει την πίεση και ανοίγει.

Το Αντίστροφη όσμωση ακολουθεί την αντίθετη προσέγγιση: το νερό με πολλές ακαθαρσίες πρέπει να μετατραπεί ως προς τη συγκέντρωση των διαφόρων (επιβλαβών) ουσιών σε νερό με λίγες (ή καθόλου) ακαθαρσίες.
Για να γίνει αυτό, το μολυσμένο νερό πιέζεται μέσω λεπτών μεμβρανών υπό υψηλή πίεση. Οι ουσίες που πρέπει να απομακρυνθούν παραμένουν παγιδευμένες εκεί. Ανάλογα με τη λεπτότητα των πόρων της μεμβράνης, το νερό που αναδύεται είναι πλέον απαλλαγμένο από ρύπους και ανεπιθύμητες ουσίες όπως βακτήρια, ιούς, ορμόνες, αντιβιοτικά κ.λπ.
Για να ξεπεραστεί η οσμωτική πίεση του πόσιμου νερού που είναι περίπου 2 bar, η εφαρμοζόμενη πίεση πρέπει να είναι τουλάχιστον 50% υψηλότερη. Καθώς αυξάνεται η περιεκτικότητα σε αλάτι, αυξάνεται και η οσμωτική πίεση- το αλμυρό νερό απαιτεί πολύ υψηλότερη πίεση: πρέπει να εφαρμοστούν περίπου 350 bar σε κορεσμό.

Συστήματα αντίστροφης όσμωσης για την παραγωγή πόσιμου νερού

Η λήψη πόσιμου νερού από το νερό της βροχής, του ποταμού ή της λίμνης ήταν η αρχική ιδέα πίσω από την τεχνολογία της αντίστροφης όσμωσης. Οι εγκαταστάσεις που χρησιμοποιούν αυτή τη διαδικασία χρησιμοποιούνται σε περιοχές κρίσης, στα διαστημικά ταξίδια και στις αναπτυσσόμενες χώρες.

Καθώς το πόσιμο νερό μολύνεται όλο και περισσότερο, ιδίως από επιβλαβή υπολείμματα φαρμάκων, η σημασία αυτών των διαδικασιών καθαρισμού αυξάνεται και στον ιδιωτικό τομέα.

Οι απαιτήσεις για τις τεχνολογίες φίλτρων έχουν αυξηθεί ανάλογα. Ενώ στο παρελθόν ήταν απαραίτητη μόνο η απομάκρυνση σωματιδίων ρύπων > 10 μm, σήμερα πρέπει να εκπληρώνονται πολύ πιο δύσκολα καθήκοντα.
Τα φίλτρα που συγκρατούν αρσενικό, μόλυβδο, κάδμιο, νάτριο, θειικά άλατα, ασβέστιο, μαγνήσιο, φωσφορικά άλατα, χλωρίδια, φθορίδια, νιτρικά, νιτρώδη, ραδιενεργές ουσίες, βακτήρια, ιούς, διοξίνες, οργανικές ουσίες, χλώριο, φυτοφάρμακα, εντομοκτόνα και υπολείμματα φαρμάκων, για παράδειγμα, λειτουργούν με πλάτος πόρων μόλις 0,02 μm. Για σύγκριση, μια λεπτή ανθρώπινη τρίχα έχει διαστάσεις μεταξύ 0,02 ... 0,04 mm, δηλαδή είναι 1.000 φορές πιο παχιά. Τα βακτήρια είναι μεταξύ 0,1 ... 700 μm και οι ιοί 0,015 ... 0,44 μm.

Η χωρητικότητα φίλτρου των συστημάτων αντίστροφης όσμωσης καθορίζεται σε GPD (γαλόνια ανά ημέρα). Τα 100 GPD αντιστοιχούν σε ημερήσια παραγωγή 380 λίτρων υπερκάθαρου νερού.

Τα εμπορικά διαθέσιμα συστήματα παράγουν συνήθως μεταξύ 1.500 και 2.250 λίτρα ανά ημέρα (400 ... 600 GPD), ή περίπου 1,1 ... 1,5 λίτρα/λεπτό και κοστίζουν σε Σχεδιασμός φίλτρου 7 σταδίων 300 .. 400 ευρώ, συμπεριλαμβανομένου ενός σετ ανταλλακτικών φίλτρων.

Πτυχές υγιεινής

Δεδομένου ότι μόνο ιοί μικρότεροι από 0,02 μm μπορούν να περάσουν από το λεπτότερο φίλτρο, θα πρέπει να υποθέσουμε ότι δεν υπάρχουν ανησυχίες σχετικά με την υγιεινή.

Σε περιόδους διακοπών, όταν δεν αντλείται νερό, βακτήρια θα μπορούσαν να αποικίσουν τα φίλτρα. Ωστόσο, αυτά δεν θα είχαν καμία πιθανότητα να περάσουν από το φίλτρο 0,02 μm. Επιπλέον, τα αυτοματοποιημένα διαστήματα έκπλυσης διασφαλίζουν ότι αποτρέπεται ο αποικισμός αυτός.

Η στειρότητα 99.99% διασφαλίζεται από τα συστήματα αποστείρωσης UV που ακολουθούν. Εδώ, το νερό ρέει κατά μήκος ενός γυάλινου κυλίνδρου από χαλαζία, στο εσωτερικό του οποίου είναι εγκατεστημένη μια λάμπα UV. Το υπεριώδες φως σκοτώνει τα βακτήρια και τους ιούς και αποτρέπει το σχηματισμό άλγης.

Με ένα Λαμπτήρας UV 16W 130,-, το ευρώ είναι μια δόση IRAY περίπου 4.000 J/m³ μπορεί να πραγματοποιηθεί - δέκα φορές περισσότερο από την τυπική σύσταση στην πράξη.

Το χλώριο και οι χλωραμίνες αποικοδομούνται με επαρκή δόση UV-C. Ωστόσο, για να επιτευχθεί η απαιτούμενη δόση, το προς καθαρισμό νερό πρέπει να περάσει αργά(!) από τον διαυγαστήρα UV-C.

Ιδανικά - στην καθημερινή λειτουργία στο σπίτι - το σύστημα θα πρέπει να λειτουργεί μέσω ενός συστήματος δοσομέτρησης με χαμηλή ροή (περίπου 1 λίτρο ανά λεπτό). Στην περίπτωση αυτή, το νερό λαμβάνεται από το δίκτυο και γεμίζει σε μια δεξαμενή υγιεινού πόσιμου νερού (χωρητικότητας περίπου 30 λίτρων ή προσαρμοσμένη στην ημερήσια κατανάλωση πόσιμου νερού) μέσω της δοσομετρικής αντλίας μέσω του διαυγαστήρα UV-C.
Λόγω του εξαιρετικά αργού ρυθμού ροής, το νερό που προκύπτει είναι απαλλαγμένο από χλώριο και μικρόβια.

Υγρά απόβλητα

Καθώς η επεξεργασία του νερού με καθαρή όσμωση παράγει επίσης μολυσμένα λύματα, η πραγματική κατανάλωση νερού αυξάνεται κατά περίπου 100% ή περισσότερο.

Το προαναφερθέν σύστημα 7 σταδίων διαχειρίζεται 1 λίτρο λυμάτων σε 1 λίτρο νερού όσμωσης.

Από την άποψη αυτή, απαιτείται πάντα ένας σωλήνας λυμάτων κατά την εγκατάσταση ενός συστήματος αντίστροφης όσμωσης. Τα λύματα αυτά μπορούν, εάν είναι απαραίτητο, να διοχετεύονται επίσης σε μια δεξαμενή από την οποία τροφοδοτείται το καζανάκι της τουαλέτας, υπό την προϋπόθεση ότι στο σπίτι έχουν εγκατασταθεί δύο κυκλώματα νερού.

Συνεχές κόστος

Ένα σύστημα αντίστροφης όσμωσης μπορεί να λειτουργήσει χωρίς ηλεκτρικό ρεύμα με πίεση δικτύου 3 bar. Ωστόσο, εάν δεν θέλετε να στερηθείτε την αυτόματη έκπλυση και τον σταθμό υγιεινής UV, θα χρειαστείτε σύνδεση 230 V.

A Αλλαγή φίλτρου κάθε έξι μήνες κοστίζει περίπου 50 ευρώ.

Λαμπτήρες UV-C έχουν διάρκεια ζωής 8.000 ... 10.000 ώρες, δηλαδή περίπου ένα έτος, και κοστίζουν περίπου 20 ευρώ.

Αυτό έχει ως αποτέλεσμα συνολικά 12 ... 15 ευρώ το μήνα σε σταθερό κόστος λειτουργίας.

Οικονομία

Όποιος θέλει να δώσει προσοχή στην οικονομική πτυχή, καθώς και στην πτυχή της υγιεινής, δεν θα ήθελε το νερό που χρησιμοποιείται για το πλύσιμο να χάνεται στην αποχέτευση χωρίς να χρησιμοποιείται.

Ωστόσο, θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι αυτό το νερό έκπλυσης περιέχει τους "ρύπους" που ξεπλένονται σε υψηλότερες συγκεντρώσεις από το κανονικό νερό, ανεξάρτητα από την προέλευσή του, και επομένως δεν θα πρέπει να χρησιμοποιείται για εργασίες κρίσιμες για την υγιεινή!

Ωστόσο, δεν υπάρχει τίποτα που να αντιτίθεται σε μια ξεχωριστή παροχή νερού για το καζανάκι της τουαλέτας, για παράδειγμα.