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Sistema de purificação de água por osmose reversa: instruções de instalação

A água da torneira moderna é um meio que contém não apenas minerais dissolvidos e impurezas inorgânicas prejudiciais, mas também patógenos que causam surtos de doenças infecciosas. Para prevenir o envenenamento e a propagação de doenças infecciosas com via fluvial de transmissão, utilizam-se, no quotidiano e nas condições industriais, instalações filtrantes que, apesar das esperanças que lhes são depositadas, nem sempre dão conta da tarefa com a maior eficiência possível. Neste sentido, surgiu a necessidade da invenção de instalações filtrantes especializadas que pudessem ser utilizadas para remover eficazmente as impurezas nocivas da água, com as quais os cientistas lidaram com muito sucesso, tendo desenvolvido um projeto para um sistema de purificação de água por osmose reversa. Devido ao fato de a purificação da água por osmose reversa ser o método mais promissor e confiável de preparação de água potável, neste artigo consideraremos as principais características operacionais de tais sistemas e um método detalhado para sua instalação..

Osmose e osmose reversa: uma breve descrição dos conceitos

Osmose – um fenômeno subjacente ao metabolismo de todos os organismos vivos e que implica a ingestão de nutrientes na célula e a excreção de seus metabólitos. A implementação desses processos é realizada por meio de uma membrana semipermeável que permite a passagem de moléculas de algumas substâncias e impede a passagem de outras. Se em lados opostos de uma membrana semipermeável, capaz de passar apenas moléculas de água, houver soluções salinas com diferentes concentrações, é natural esperar uma equalização de concentração, o que levará ao movimento das moléculas de água de uma solução menos concentrada para uma solução com uma concentração mais elevada. A força motriz, neste caso, é a pressão osmótica.

Osmose Inversa – um conceito que ocorre quando uma solução com uma concentração mais elevada é exposta a uma pressão externa, cujo valor excede a pressão osmótica. Nesse caso, o movimento das moléculas de água ocorre na direção oposta, ou seja, de uma solução mais concentrada para uma solução de menor concentração. Assim, o excesso de pressão, cujo valor ultrapassa o valor da osmose, “força” as moléculas de água a se difundirem através da membrana na direção oposta, oposta à osmose direta..

Purificação de água por osmose reversa: o princípio de funcionamento dos sistemas de membrana

O método de purificação da água, que se baseia no processo de osmose reversa, é utilizado desde o início dos anos 60 do século passado como o principal método de dessalinização da água do mar. Hoje, com essas instalações, são produzidas centenas de milhares de toneladas de água potável engarrafada por dia, cuja eficiência de purificação não é posta em causa. Resumindo, os filtros de osmose reversa podem ser caracterizados da seguinte forma: são dispositivos baseados em tecnologia inovadora de purificação de água. Se você não entrar em detalhes e descartar todas as nuances tecnológicas, a filtração da água nelas é realizada devido à presença de uma membrana especial projetada para remover as impurezas da água em estado dissolvido. Usando a tecnologia de purificação de água por osmose reversa, você pode purificar a água de partículas que não excedem 0,001-0,0001 mícrons. Esta faixa inclui a maioria das impurezas que podem ser encontradas na água: sais de dureza, corantes, pequenas moléculas, íons de sódio, sulfatos e nitratos. Se, antes do uso direto das unidades de osmose reversa, forem utilizadas etapas de purificação adicionais, como micro, ultra e nanofiltração, além da purificação mecânica, a eficiência da purificação com a ajuda de unidades de osmose reversa aumentará significativamente.

Foto de osmose reversa

O funcionamento dos sistemas de osmose reversa é baseado em tecnologias de baromembrana, segundo as quais a força motriz do processo é a diferença de pressão criada em ambos os lados da membrana semipermeável. É feito de materiais porosos, como filmes de poliamida ou acetato de celulose e fibras ocas. Em termos de recursos de design, existem dois tipos de elementos de filtro:

  • Fibra oca;
  • Lista.

Importante! Em sistemas de tratamento de água, os mais comuns são os elementos de osmose reversa do tipo rolo, consistindo em duas membranas semipermeáveis ​​e uma camada de elementos flexíveis do tipo fita que são enrolados em um tubo de drenagem central perfurado. A água inicial a ser purificada entra no módulo de rolo e, devido às peculiaridades de sua estrutura, é dividida em duas correntes:

  • Permeado – água purificada e desmineralizada que passou pela membrana;
  • Concentrado – água, caracterizada por um alto teor de impurezas que não passaram pelos poros da membrana.

A estrutura da membrana de filtração e suas funções

A membrana de filtração é um polímero composto caracterizado por densidade irregular e consistindo de duas camadas que estão inseparavelmente conectadas uma à outra. A camada externa tem 0,00001 polegadas de espessura. Ele serve como uma barreira e repousa sobre uma camada menos densa de 0,005 polegada. A membrana de osmose reversa é um elemento filtrante que atende a todos os requisitos, portanto, teoricamente, na água que passa pela membrana, independente da concentração inicial de substâncias minerais na água, não deve haver nenhuma impureza. Na verdade, na água que passa pelo filtro, existe uma pequena quantidade de impurezas minerais na concentração de 6 a 7 mg / l, que também atende aos requisitos sanitários para água potável.

A principal função da membrana filtrante, como o próprio nome indica, é a filtração, que se realiza através dos poros do material. A água que passa pela membrana do filtro contém compostos de baixo peso molecular e íons que são menores em tamanho do que as moléculas de água. Outras impurezas presentes na água, como vírus, moléculas individuais, bem como sais dissolvidos e íons metálicos, são retidos.

Durante o funcionamento da unidade de osmose reversa, a superfície e os poros da membrana semipermeável ficam gradualmente contaminados, o que afeta negativamente o desempenho da unidade. Para restaurar o dispositivo ao seu desempenho original, é necessário liberar o dispositivo, também chamado de ciclo de regeneração. A forma mais comum de limpar a superfície da membrana é lavando com um jato de água ou soprando com ar comprimido..

Importante! Para aumentar o intervalo de tempo entre a limpeza do dispositivo, os especialistas recomendam adicionar reagentes químicos ao fluxo de águas residuais para evitar a formação de lama. Os reagentes mais comumente usados ​​são o ácido sulfúrico e / ou inibidor, que são adicionados à água depois que ela passa pela unidade de pré-tratamento..

Componentes básicos de plantas de osmose reversa

A composição das estações de purificação de água por osmose reversa é bastante variável e depende da composição da água a ser tratada e das condições em que esse processo é realizado. No entanto, existe uma configuração básica padrão que inclui os seguintes elementos funcionais:

  • Pré-filtro, destina-se ao tratamento preliminar da água, durante o qual são removidas partículas sólidas de até 5 mícrons;
  • Unidade de filtro, destina-se à instalação de módulos de membrana diretamente envolvidos na filtração de água;
  • Equipamento de bomba, em outras palavras, uma bomba de osmose reversa, que cria a diferença de pressão necessária, proporcionando um fluxo reverso de líquido;
  • Tubulação de instalação;
  • Instrumentos regulatórios e de controle, fornecer controle e controle automático da instalação de osmose reversa;
  • Bloco de descarga, projetado para fornecer lavagem da superfície da membrana no momento certo, a fim de aumentar a produtividade da instalação.

Cartuchos adicionais que desempenham funções secundárias e são instalados no sistema para melhorar as características de qualidade da água:

  • Mineralizer, devido ao uso do qual a água sendo purificada é saturada com minerais e sais necessários para manter o equilíbrio normal de sal no corpo. Além disso, a água que passou pelos filtros de osmose reversa tem um nível de pH mais alto;
  • Ionizador, projetado para ionizar água e remover íons negativos. A água, passada por filtros com ionizadores, é caracterizada por uma assimilação mais fácil no corpo humano, contribui para a regulação mais ótima do nível de pH, bem como a remoção de toxinas do corpo;
  • Cartucho biocerâmico, restaurando a estrutura natural da água. A água potável que passou por uma unidade de osmose reversa com cartucho biocerâmico ajuda a limpar o corpo, elimina toxinas e retarda a oxidação dos radicais livres;
  • Cartucho de amolecimento, instalando o qual, você obtém água purificada de íons de cálcio, que é responsável pela dureza da água.

Importante! Se você usar uma unidade de osmose reversa com um cartucho adicional, você deve se certificar de que uma torneira dupla está instalada nela, projetada para água que passou por purificação adicional e água que passou apenas por um filtro de osmose reversa.

Processo de purificação de água por osmose reversa

O esquema clássico de purificação de água com unidade de osmose reversa é de cinco estágios e inclui uma sequência de etapas, cuja observância é reconhecida como a principal garantia de uma purificação eficaz da água. O princípio de funcionamento das modernas usinas de osmose reversa baseia-se na passagem de água, que passou por tratamento mecânico preliminar, por meio de uma membrana semipermeável, caracterizada pela presença de poros microscópicos que retêm contaminantes, que posteriormente são lavados pelo fluxo. de água para o sistema de esgoto. A limpeza mecânica preliminar é a primeira e necessária etapa da purificação da água, uma vez que as partículas maiores, entrando nos poros da membrana de filtração, podem entupi-las, o que reduzirá o desempenho da unidade de osmose reversa, ou a desativará completamente..

A etapa de pré-limpeza consiste na passagem da água por um filtro, que inclui um sistema de cartucho, e consiste em várias etapas, que serão listadas a seguir:

  • Filtro grosso, reter grandes partículas mecânicas (areia e ferrugem);
  • Bloco de carvão, destinado à purificação de água de derivados de petróleo, fenóis, cloro e metais pesados;
  • Filtro fino – a etapa durante a qual ocorre a purificação adicional final da água, implicando na remoção de partículas com tamanho inferior a 1 mícron.

  • No quarto estágio de purificação, a água passa diretamente membrana de osmose reversa. Nesse estágio, a água é filtrada através dos poros da membrana, cujo tamanho ajuda a remover bactérias e outras impurezas de “pequeno calibre” da água;
  • Após a água ter sido filtrada através dos poros da membrana de osmose reversa, ela se acumula em um recipiente selado de metal ou plástico, separado por uma membrana de borracha. De um lado da membrana, o ar é bombeado para dentro do recipiente, do outro lado, a água entra.
  • Após a abertura da torneira, a água é empurrada para fora do tanque, após o que passa pela quinta etapa de limpeza – filtro de carbono. Depois de passar pela purificação de cinco estágios, a água fica completamente pronta para uso, tem sabor e cheiro agradáveis..

Importante! A única desvantagem das plantas de osmose reversa é a duração da limpeza, devido à sua baixa produtividade..

Benefícios dos filtros de osmose reversa

  • O mais alto nível de purificação de água em comparação com outras plantas de filtração;
  • Não há necessidade de usar reagentes adicionais durante a operação de plantas de osmose reversa;
  • As unidades de osmose reversa são caracterizadas por um layout compacto dos equipamentos incluídos em seu conjunto;
  • À venda encontram-se diversos modelos de filtros de osmose reversa, caracterizados por diferentes capacidades e uma vasta gama de características de desempenho, o que permite a sua utilização tanto para fins domésticos como comerciais;
  • Facilidade de uso e operação pouco exigente;
  • A operação automatizada da planta é outra vantagem dos filtros de osmose reversa;
  • As características de design de tais instalações também estão no mais alto nível. Sua característica distintiva é um sistema modular, graças ao qual você tem a oportunidade de aumentar a produtividade da unidade com um conjunto padrão, instalando cartuchos de filtro adicionais;
  • As tubulações e acessórios das plantas de osmose reversa são feitos de materiais resistentes à corrosão, o que também tem um efeito positivo em seu desempenho..

Sistemas de osmose reversa DIY: recomendações de especialistas

  • Antes de proceder à compra de todos os elementos constituintes para a instalação de uma planta osótica reversa, é necessário determinar a pressão da água na tubulação. Se não ultrapassar 2,5 bar, é necessário adquirir uma bomba que aumente a pressão.
  • Além disso, é importante calcular a quantidade de água necessária por dia. É preciso lembrar que o desempenho da membrana, que pode purificar de 50 a 100 litros de água por dia, determina o desempenho de todo o sistema..
  • Para a seleção ideal de todos os filtros e cartuchos adicionais embutidos, recomenda-se fazer uma análise preliminar da água, nomeadamente da sua composição mineral. Uma planta de osmose reversa padrão inclui três pré-filtros, no entanto, no caso de água de alta qualidade e suas características organolépticas ideais, seu número pode ser reduzido para dois.
  • Além dos elementos acima, é necessário adquirir um limitador de vazão de água, que é um tubo com orifício calibrado e uma inserção de plástico, que é projetada para descarregar a vazão de água na rede de esgoto..

Para selecionar o restritor de fluxo correto, é necessário levar em consideração o desempenho do diafragma:

  • Uma membrana que pode purificar 50 galões de água exigirá um restritor de fluxo de 300;
  • Para uma membrana que limpa 75 galões de água – restritor de fluxo 450;
  • Para limpeza de membrana 100 galões de água – restritor de fluxo 550.
  • Para aumentar o desempenho do sistema, é recomendável instalar uma caixa de engrenagens na frente do pré-filtro..
  • Durante a instalação dos filtros de osmose reversa, todos os componentes do sistema devem ser conectados por tubos de plástico na sequência correta, e fita FUM e estopa com selante devem ser usados ​​para selar as conexões.

No processo de montagem de plantas de osmose reversa, você precisará dos seguintes materiais:

Membrana e alojamento para ele;

Sistema de filtragem: filtros mecânicos, filtro de carbono e filtros adicionais;

  • Tanque de armazenamento;
  • Bomba de osmose reversa;
  • Restritor de fluxo;
  • Manômetro para medir a pressão da água;
  • Medidor de água fria;
  • Redutor;
  • Tocar;
  • Placa de montagem do filtro;
  • Dois metros de tubo de pequeno diâmetro;
  • Braçadeira de drenagem para mangueira para esgoto;
  • FUM-tape e reboque.

Como instalar um sistema de osmose reversa? Provisões Básicas

  • Devido ao facto de existirem várias formas de instalar filtros de osmose inversa, antes de mais, de todas as opções existentes, é necessário escolher a mais adequada para o uso doméstico. A opção mais comum é instalar e conectar osmose reversa sob a pia..
  • A instalação do sistema pode ser realizada tanto na vertical como na horizontal. Se, ao colocar o depósito de armazenamento, teve que enfrentar a falta de espaço embaixo da pia, ele pode ser colocado no armário da cozinha ou na posição lateral, o que não afetará de forma alguma o funcionamento do móvel..
  • Além disso, a saída final da água deve ser conectada a uma torneira separada, que deve ser instalada nas proximidades da pia ou conectada a algum dispositivo, por exemplo, a uma cafeteira..

Importante! Filtros com uma membrana embutida e cartuchos adicionais devem ser posicionados de tal forma que durante a operação eles forneçam fácil acesso para substituir os cartuchos.

  • Para garantir a remoção de água no sistema de osmose reversa, um T deve ser cortado no tubo de água fria.

Importante! Caso seja necessária a instalação de bomba booster, esta deve ser posicionada de forma que fique situada na frente da membrana semipermeável de osmose reversa, mas após os pré-filtros. Colocar o diafragma desta forma prolonga a vida útil da bomba, pois ela não fica entupida com água da torneira..

  • Nesse sentido, a bomba é alimentada pela rede elétrica, a fim de evitar vazamentos e novos curtos-circuitos, é necessário vedar cuidadosamente todas as juntas.
  • Além disso, deve-se ter o cuidado de instalar uma válvula de derivação de quatro vias para interromper o abastecimento de água em caso de transbordamento no tanque de armazenamento. Uma entrada da válvula é abastecida com água que passou por um filtro mecânico, da outra – a água é fornecida para a membrana de osmose reversa.
  • Os conectores restantes são conectados no espaço entre o tanque de armazenamento e a membrana. No caso de instalação de sistema em que não haja tanque de armazenamento, ambos os conectores são direcionados para a rede de esgoto.
  • Para instalar uma torneira de água potável em uma pia, é necessário preparar braçadeiras para tubos e porcas de fixação. Se não houver um furo correspondente, ele deve ser cortado com uma broca e uma broca de diamante..

Importante! Ao instalar o filtro, é necessário instalar a braçadeira no tubo de drenagem, que deve estar localizado acima da vedação hidráulica.

  • Depois de concluir a instalação, lave o sistema drenando um pouco de água filtrada. Para realizar esta manipulação, é necessário fechar a válvula do tanque, e manter a válvula aberta por algum tempo. Após cumprir esta condição, feche a torneira e abra o tanque. Depois de cheio, toda a água deve ser despejada no ralo. Se você seguir todas as recomendações acima, pode ter certeza da qualidade adequada da água filtrada..

Como prolongar a vida útil do sistema? Substituição de cartuchos de tinta

  • No processo de purificação de água em casa, é importante manter as condições adequadas das plantas de osmose reversa, substituindo os consumíveis a tempo.
  • Considerando a quantidade de água purificada, cuja quantidade pode ser rastreada de acordo com as leituras dos medidores, a substituição dos filtros mecânicos e de carbono deve ser realizada pelo menos uma vez a cada 3-6 meses;
  • A vida útil de uma membrana de osmose reversa também é variável e, dependendo da quantidade, temperatura e qualidade da água, varia de 1 a 5 anos..

A necessidade de substituir a membrana pode ser avaliada pelos seguintes sinais:

  • Diminuição da pressão no sistema;
  • Deterioração das características de qualidade da água filtrada;
  • Sedimento na membrana.

Importante! Se o sistema de limpeza não for operado por uma semana, a membrana deve ser desinfetada..