Reverzná osmóza

Čas čítania 3 zápisnice

Aktualizované - 3. február 2024

Úvod do reverznej osmózy

Kto by to nezažil, a pre majiteľov čerešňových sadov je to hrôza, praskanie zrelých čerešní po lejaku.

Dôvodom je práca Osmóza (v gréčtine znamená "prienik"): Dažďová voda obsahuje veľmi málo rozpustených častíc. Preto má vysoký chemický potenciál.
Voda bohatá na cukor v dužine čerešne obsahuje mnoho rozpustených látok. Preto má nízky chemický potenciál.
Aby sa vyrovnali rozdiely potenciálov, dužina absorbuje dažďovú vodu, čím sa zväčší objem čerešne a nakoniec šupka nevydrží tlak a praskne.

Stránka Reverzná osmóza zastáva opačný prístup: voda s mnohými nečistotami by sa mala zmeniť v koncentrácii rôznych (škodlivých) látok na vodu s malým množstvom (alebo bez) nečistôt.
Na tento účel sa kontaminovaná voda pretláča cez jemné membrány pod vysokým tlakom. Látky, ktoré sa majú odstrániť, v nich zostanú zachytené. V závislosti od jemnosti pórov membrány je teraz vystupujúca voda zbavená nečistôt a nežiaducich látok, ako sú baktérie, vírusy, hormóny, antibiotiká atď.
Aby sa prekonal osmotický tlak pitnej vody približne 2 bary, musí byť použitý tlak aspoň o 50% vyšší. So zvyšujúcim sa obsahom soli sa zvyšuje aj osmotický tlak; slaná voda si vyžaduje oveľa vyšší tlak: pri nasýtení sa musí použiť približne 350 barov.

Systémy reverznej osmózy na výrobu pitnej vody

Získavanie pitnej vody z dažďovej, riečnej alebo rybničnej vody bolo pôvodnou myšlienkou technológie reverznej osmózy. Zariadenia využívajúce tento proces sa používajú v krízových oblastiach, pri cestovaní do vesmíru a v rozvojových krajinách.

Keďže pitná voda je čoraz viac kontaminovaná, najmä škodlivými zvyškami liekov, význam týchto čistiacich procesov rastie aj v súkromnom sektore.

Následne sa zvýšili požiadavky na filtračné technológie. Kým v minulosti bolo potrebné odstrániť len častice nečistôt s veľkosťou > 10 µm, dnes je potrebné plniť oveľa náročnejšie úlohy.
Filtre, ktoré zadržiavajú napríklad arzén, olovo, kadmium, sodík, sírany, vápnik, horčík, fosforečnany, chloridy, fluoridy, dusičnany, dusitany, rádioaktívne látky, baktérie, vírusy, dioxíny, organické látky, chlór, pesticídy, insekticídy a zvyšky liekov, pracujú so šírkou pórov len 0,02 µm. Pre porovnanie, jemný ľudský vlas meria 0,02 ... 0,04 mm, t. j. je 1 000-krát hrubší. Baktérie majú veľkosť 0,1 ... 700 µm a vírusy 0,015 ... 0,44 µm.

Filtračná kapacita systémov reverznej osmózy sa udáva v GPD (galónoch za deň). 100 GPD zodpovedá dennej produkcii 380 litrov ultračistej vody.

Komerčne dostupné systémy zvyčajne produkujú 1 500 až 2 250 litrov za deň (400 ... 600 GPD) alebo približne 1,1 ... 1,5 litra za minútu a náklady v 7-stupňová konštrukcia filtra 300 .. 400 eur vrátane náhradnej sady filtrov.

Hygienické aspekty

Keďže cez najjemnejší filter môžu prejsť len vírusy menšie ako 0,02 µm, malo by sa dať predpokladať, že neexistujú žiadne hygienické problémy.

Počas prázdnin, keď sa voda neodoberá, by sa na filtroch mohli usídliť baktérie. Tie by však nemali šancu prejsť cez 0,02 µm filter. Okrem toho automatické intervaly preplachovania zabezpečujú, aby sa takejto kolonizácii zabránilo.

Sterilitu 99,99% zaručujú nadväzujúce UV sterilizačné systémy. Voda tu prúdi pozdĺž valca z kremenného skla, v ktorom je nainštalovaná UV lampa. UV svetlo ničí baktérie a vírusy a zabraňuje tvorbe rias.

S 16W UV lampa 130,-, Euro je dávka IRAY približne 4 000 J/m³ možno realizovať - desaťnásobok štandardného odporúčania v praxi.

Chlór a chloramíny sa rozkladajú dostatočnou dávkou UV-C. Aby sa však dosiahla požadovaná dávka, musí čistená voda pomaly(!) prechádzať cez UV-C odlučovač.

V ideálnom prípade - pri každodennej domácej prevádzke - by mal byť systém prevádzkovaný prostredníctvom dávkovacieho systému s nízkym prietokom (približne 1 liter za minútu). Voda sa odoberá z vodovodnej siete a cez dávkovacie čerpadlo sa plní do hygienickej nádrže na pitnú vodu (objem približne 30 litrov alebo prispôsobený dennej spotrebe pitnej vody) cez UV-C odlučovač.
Vďaka extrémne pomalému prietoku je výsledná voda bez chlóru a baktérií.

Odpadová voda

Keďže pri čistení vody čistou osmózou vzniká aj kontaminovaná odpadová voda, efektívna spotreba vody sa zvyšuje približne o 100% alebo viac.

Uvedený 7-stupňový systém si poradí s 1 litrom odpadovej vody na 1 liter osmotickej vody.

V tomto ohľade je pri inštalácii systému reverznej osmózy vždy potrebné odpadové potrubie. Táto odpadová voda môže byť v prípade potreby privedená aj do nádržky, z ktorej sa napája splachovanie toalety, za predpokladu, že sú v dome nainštalované dva vodné okruhy.

Priebežné náklady

Systém reverznej osmózy možno prevádzkovať bez elektrickej energie už pri tlaku v potrubí 3 bary. Ak sa však nechcete zaobísť bez automatického preplachovania a UV hygienickej stanice, budete potrebovať pripojenie na 230 V.

A Výmena filtra každých šesť mesiacov stojí približne 50 eur.

UV-C lampy majú životnosť 8 000 ... 10 000 hodín, t. j. približne jeden rok, a stoja približne 20 EUR.

Výsledkom je celkovo 12 ... 15 eur mesačne na fixné náklady na prevádzku.

Ekonomika

Každý, kto chce dbať na ekonomické a hygienické hľadisko, nechce, aby voda použitá na umývanie riadu zmizla v odtoku bez využitia.

Treba však mať na pamäti, že táto oplachová voda obsahuje opláchnuté "škodliviny" vo vyšších koncentráciách ako bežná voda, bez ohľadu na jej pôvod, a preto by sa nemala používať na hygienicky kritické úlohy!

Nič však nemožno namietať proti samostatnému prívodu vody napríklad na splachovanie toalety.