Очистка воды обратным осмосом

В данной статье освещен вопрос фильтрации с помощью систем обратного осмоса и использование данного процесса в аквариумах с рыбами, предпочитающими мягкую воду, такими как скалярии и дискусы. Стоит отметить, что аппараты ОО не пригодны для циклической фильтрации непосредственно в аквариуме. В первую очередь, они необходимы для очистки и смягчения водопроводной воды, которая затем будет использоваться. Мягкая вода требуется для снижения pH в пресноводной среде, однако она незаменима также для морских и рифовых аквариумов. Для того, чтобы, подготовленная с помощью обратного осмоса, вода могла быть пригодна для содержания рыбок, ее нужно “восстановить”.

Краткий обзор аквариумной фильтрации

Основной целью фильтрации является удаление вредных побочных продуктов жизнедеятельности рыб. Это процесс называется нитрификацией. Аммиак, который очень вреден для тропических рыб, в аквариуме выделяется рыбами и разлагающейся пищей. В аквариумных фильтрах специализированные бактерии поглощают аммиак в качестве источника питания. Их побочными продуктами являются нитриты, которые токсичны для обитателей. Однако второй тип специализированных бактерий поглощают нитриты в качестве источника питания. Продуктами их жизнедеятельности являются нитраты. Они не так токсичны, как нитриты, но также способны вызвать определенные проблемы у рыб. Нитраты, в свою очередь, удаляются водными подменами.

Подмены производят для избавления от нитратов и примесей, содержащихся в аквариумной воде. Высокое содержание нитратов показывает, что воду в аквариуме нужно менять чаще. Именно на данном этапе вносится вода, полученная путем обратного осмоса.

Что такое обратный осмос?

Обратный осмос – это метод фильтрации воды, при котором вода под давлением проникает через полупроницаемую мембрану, находящуюся внутри корпуса фильтра. Она пропускает только молекулы воды в область менее концентрированного раствора, препятствуя проникновению большинства других веществ. Минералы и микроэлементы удаляются, а на выходе получается чистая вода. Однако она слишком деминерализована, чтобы использоваться в аквариуме. Для её восстановления любители морских систем добавляют специальные соляные смеси, содержащие все необходимые микроэлементы. Аквариумисты, содержащие пресноводных рыб, также должны восстанавливать химический состав воды.

Схема обратного осмоса

Вода проходит через несколько фильтров, каждый из которых осуществляет один этап очистки. На первом этапе вода попадает через микронный фильтр предварительной очистки. В результате этого устраняются мелкие частички, бактерии, цисты, споры и песчинки. Далее она устремляется в угольный префильтр. На этом этапе удаляются хлор, токсины и химические примеси. Очень важно, чтобы использовался высококачественный угольный блок, который способен удалять хлорамины, смеси хлора и аммиака, часто вносимые коммунальными службами в водопроводную вода в качестве дезинфицирующего средства. Фильтр обратного осмоса хорош настолько, насколько хороши компоненты, составляющие данную систему. Наконец, на завершающем, третьем этапе вода проходит через мембрану.

Существует различные типы мембран, например, из тонкой композитной пленки (TFC), пригодные для очистки колодезной и водопроводной воды. Она может быть повреждена хлором, но хороший угольный префильтр решает эту проблему. Ранее мембраны классифицировались по назначению, одни использовались для хлорированной водопроводной воды, а другие для необработанной колодезной. Мембраны из триацетата целлюлозы (CTA) могут очищать воду от хлора, но они более дорогие, менее эффективные и постепенно устаревают. Причиной выхода их из употребления является улучшение качества угольных блоков. Лучшие мембраны на рынке тестируются и сертифицируются. Они обладают высокими показателями в отношении удержания силикатов, фосфатов, нитратов и других соединений. Загрязнения, удаленные фильтром, через систему отвода поступают в канализацию. Сточная вода проходит по шлангу с внешней резьбой 1/4″.

Обратный осмос использовать намного проще и экономичней, чем деионизацию и дистилляцию. С другой стороны, пропущенная через систему ОО вода может быть дополнительно дистиллирована и деионизирована. В этом случае, фильтр деионизации изнашивается медленнее, так как мембрана системы обратного осмоса принимает на себя основную нагрузку.

Чистая вода подается по шлангу, отходящему от мембраны. Она поступает со скоростью, зависящей от размера мембраны. Фильтр, имеющий характеристики 50 GPD, будет производить около 9 литров воды в час в идеальных условиях. Производительность зависит от давления, температуры воды и конструкции системы. В ситуациях с низким давлением требуется специальный усилительный насос, который его повышает. Шланг, выходящий из мембраны системы, можно присоединить к поплавку и подвести куда угодно: к бочке, к резервуару питьевой воды или к ледогенератору в холодильнике. В данном случае следует использовать клапан для автоматического отключения и обратный клапан для предотвращения обратного потока из бочки или резервуара. При использовании поплавка нужно применять клапан автоматического отключения, который предотвратит обратное давление на мембрану. В его отсутствие, при каждом использовании, фильтр придется включать и выключать путем возобновления подачи холодной воды.

Некоторые модели фильтров ОО уже включают деионизирующий блок. Такие системы называются установками ОО/ДИ (RO/DI или обратный осмос и деионизация). Они обеспечивают чистейшую воду для рифовых и морских аквариумов. Тем не менее, для пресноводных рыб, в частности, дискусов или скалярий, в двойной фильтрации нет необходимости. Другие дополнительно имеют больше угольных префильтров. С помощью новейших улучшенных технологий в производственных процессах современные угольные модули эффективно удаляют все хлорамины, чего не могли добиться ранее. В фильтрах обратного осмоса используются угольные блоки высшего качества. В будущем все предприятия водоснабжения будут использовать хлорамины, если они их уже не используют. Хлорамины – это смеси хлора и аммиака, используемые для дезинфекции трубопроводной воды.

Установку фильтра обратного осмоса можно разбить на несколько стадий:

1. Фильтр присоединяется к крану. Большинство систем ОО поставляются с дивертором, с помощью которого ее можно будет прикрепить к любой раковине в любом доме. Для начала работы с фильтром, включают холодную воду и переключают небольшой рычажок на диверторе. Таким образом, вода начнет поступать в систему. Для прекращения работы просто выключают подачу воды. Есть несколько вариантов присоединения подачи водопроводной воды в фильтр. Например, можно использовать шланговый фитинг или седловидный клапан;

2. Помещают шланг для отвода воды на слив в раковине. Так все примеси будут уходить в канализацию. Подачу сточной воды можно организовать с помощью седловидного клапана в дренажной линии;

3. Помещают шланг для выхода воды в бочку или контейнер хранилище. При использовании клапана для автоматического отключения, устанавливается поплавок. Стоит отметить, что клапан для автоматического выключения обычно не входит в стандартный комплект поставки фильтров обратного осмоса, однако их можно приобрести как дополнительное оборудование.

Схема подключения фильтра обратного осмоса.
Схема подключения фильтра обратного осмоса. На иллюстрации принцип работы клапана автоматического отключения. По красному шлангу осуществляется подача воды системе обратного осмоса (4), через черный происходит отток воды с высоким содержанием солей, через синий вода, очищенная в результате обратного осмоса, поступает в хранилище. Поплавок (3) перекрывает поступление воды в резервуар, нарастает гидростатическое давление в клапане автоматического отключения (4), который перекрывает ток воды от фильтров предварительной очистки. Клапан (2) обеспечивает ток воды в одном направлении.

После присоединения всех шлангов включают подачу холодной воды. Теперь система находится в рабочем состоянии. Эффективность зависит от температуры и давления потока. В системах обратного осмоса следует использовать только холодную воду.

Фильтры обратного осмоса характеризуются выходом галлонов в день (24 часовой период). Во время работы вода не выливается активно, а образует медленный и стабильный поток капель. Давление, как правило, не является проблемой в городских условиях, но в некоторых случаях приходится устанавливать простое устройство для его повышения.

Промывка

Когда система ОО используется только для обработки воды для питья, мембрана изнашивается медленно. Например, мембрана 50 GPD с легкостью будет поддерживать постоянный уровень воды в 12 – 20 литровой емкости. Однако, когда осуществляется более масштабная водоподготовка, мембрана изнашивается намного быстрее, и её необходимо постоянно очищать. Эта процедура включает открытие клапана на 3 – 5 минут для удаления накопившихся минеральных остатков с мембраны. Помните, что вода поступает на нее под давлением, при этом чистая вода проходит, а твердые частички (минералы) устраняются выводом сточной воды. Однако не все частички удаляются, накапливаясь на мембране, что снижает ее эффективность. Промывка удаляет эти частички. Регулярная промывка продлит срок службы мембраны. Некоторые фильтры предусматривают автоматическую промывку.

Замена фильтров обратного осмоса

Рано или поздно, требуется менять компоненты системы. Частота замен зависит от интенсивности использования и состояния воды. Как правило, осадочный префильтр, работающий изнутри наружу, следует обновлять каждые 4 месяца. Этому предшествует изменение цвета воды. Некоторые системы обратного осмоса имеют прозрачный корпус, устойчивый к ультрафиолетовому излучению, что позволяет оценить состояния фильтра по его внешнему виду. Угольный префильтр, состояние которого зависит от осадочного префильтра, следует заменять каждые 6 месяцев. При истощении фильтров снижается эффективность системы и объемы обрабатываемой воды. График замены мембран вариабельный. Средняя продолжительность работы обратного осмоса для питьевой воды составляет три года. В процессе водоподготовки для аквариумов, оно сокращается вследствие более активного использования системы. Срок службы мембраны можно увеличить, промывая ее. Если производительность серьезно снизилась, а замена префильтров не помогла, следует обновить мембрану. Чем жестче очищаемая вода, тем чаще нужно ее менять. Состояние мембраны можно проверить с помощью оценки состояния воды. При износе мембраны возрастет показатель общего количества растворенных твердых веществ.

Считается нормальным, если вода, полученная с помощью обратного осмоса, будет немного различаться по параметрам, так как показатель pH водопроводной воды варьирует в различных районах.

Обладатели систем обратного осмоса имеют возможность улучшить их производительность, заменив мембрану и фитинг ограничителя потока. Дело в том, что обратноосмотические мембраны 150/100/50 GPD имеют одинаковый диаметр, но они обладают разной плотностью. Ограничитель потока обеспечивает адекватную протоку в соответствии с плотностью мембраны. Модель 100 GPD стоит не намного дороже мембраны 50 GPD.

Применение аппаратов ОО

Обратный осмос следует использовать, когда нужна чистая мягкая вода. Для морских и рифовых аквариумов вода, полученная с помощью этой процедуры, обогащается определенными микроэлементами, солями и минералами, необходимыми для поддержания жизни. Фильтрация устраняет причины многих проблем, связанных с водопроводной водой. С помощью неё происходит задержка примесей, в том числе фосфатов, нитратов и силикатов, которые питают нежелательные бактерии, водоросли и прочие микроорганизмы. Для дискусов и других пресноводных рыб, полученная мягкая вода подлежит восстановлению, приводящему к повышению жесткости. Водопроводная вода, очищенная угольным фильтром, может использоваться для восстановления воды, полученной с помощью обратного осмоса. Фильтрованную воду аккуратно смешивают с осмотической до достижения желаемой жесткости. Так получится более мягкая вода с надлежащим уровнем pH. Определение пропорций смешивания производится мерным стаканчиком. Если при водоподготовке используется не фильтрованная водопроводная вода, то в неё добавляют дехлорирующие средства. Последние содержат соли и вещества, способные изменять химический состав воды, возможно лишая смысла использование обратного осмоса. Поэтому наилучшим вариантом является дехлорирование с помощью угольного фильтра. Они недороги, но успешно борются с основными примесями. Во время смешивания в аквариум сначала нужно наливать осмотически очищенную воду, а затем водопроводную.

Незаменимым в вопросе использования очищенной воды является измеритель электропроводности. Существуют модели (EC-метр), откалиброванные в микросименсах (1 мкСм или 1 Мо, величина, обратная электрическому сопротивлению Ом), либо, так называемые, солеметры (TDS), откалиброванные в миллионных долях общего количества растворённых в воде твёрдых веществ (TDS). В обоих вариантах они регистрируют проводимость электрического тока или величину, обратную электрическому сопротивлению воды. Чистая вода является плохим проводником, потому что в ней незначительно содержание солей, диссоциирующих на проводящие ток ионы. Таким образом, EC-метр/ TDS косвенно измеряют минерализацию воды. Для получения очень точных показателей, тестеры следует калибровать с помощью специальных коммерческих калибровочных растворов NaCl (ppm/µS).

Применение EC-метр/ TDS диктуется тем фактом, что полученная в результате обратного осмоса вода непригодна для содержания рыб. Обитатели аквариума нуждаются в минеральных добавках. Кроме того, без минерализации отсутствуют буферизация и неизбежны резкие скачки pH среды.

Вид

Проводимость, мкСм/см

Carnegiella marthae

20-50

Sphaerichthys osphromenoides

Pterophyllum altum

Boraras maculatus

Puntius pentazona

Scobinancistrus pariolispos

Paracheirodon simulans

Symphysodon discus

Hemigrammus bleheri

Nannostomus trifasciatus

Paracheirodon axelrodi

50-100

Chromobotia macracanthus

Colisa lalia

Petitella georgiae

Microgeophagus ramirezi

Symphysodon aequifasciatus

Trigonostigma heteromorpha

Corydoras julii

Otocinclus spp.

Trichogaster leeri

Puntius tetrazona

Pterophyllum scalare


100-200

Gymnocorymbus ternetzi

Corydoras aeneus

Gyrinocheilus aymonieri

Apistogramma cacatuoides

Kryptopterus bicirrhis

Paracheirodon innesi

C. panda

Macropodus opercularis

C. paleatus

Pelvicachromis pulcher

Pygocentrus nattereri

Puntius conchonius

Betta splendens

P. everettii

Hypostomus plecostomus

Trichogaster trichopterus

Danio rerio

Pristella maxillaris

Thorichthys meeki


200-500

Myxocyprinus asiaticus

Archocentrus nigrofasciatus

Chanda ranga

X. Variatus

Maylandia spp.

Melanochromis spp.

Pseudotropheus spp.

Aulonocara spp.

Xiphophorus maculatus

Melanotaenia spp.

Cichlasoma sp. «Red Parrot»

X.helleri

Tanichthys albonubes

Jordanella floridae

>500

Scatophagus argus

Ictalurus melas

Marosatherina ladigesi

Cyprinus carpio

Monodactylus argenteus

Cyphotilapia frontosa

P. velifera

Carassius auratus

Tetraodon nigroviridis

Poecilia reticulata

Gambusia holbrooki

P. latipinna

Neolamprologus spp.

Tropheus spp.

Julidochromis spp.

Виды аквариумных рыбок и рекомендованная электропроводность для них (источник. fluval-g.com)

Воду, полученную с помощью обратного осмоса, следует хранить в специальных резервуарах, например, пищевых бочках. Они немного дороже, чем, например, мусорные баки или другие контейнеры, содержащие различные химикаты (например, вещества, тормозящие рост плесени), которые добавляют в них при производстве. Садовые шланги также не следует использовать из-за различных химических включений. Воду лучше пускать по полиэтиленовым шлангам. Контейнер для хранения воды должен иметь доступ к свежему воздуху.

Емкость, где хранится вода, шланги и корпус фильтра следует постоянно чистить. Для этого резервуар и шланги обрабатывают раствором перекиси водорода, фильтр протирают слабым раствором уксуса, а затем ополаскивают. В резервуар с осмотической водой не следует добавлять водопроводную воду и дехлорирующие продукты. В противном случае, в нем начнутся процессы нитрификации.

В прошлом, мембраны 100 GPD были большими, громоздкими и не подходили к стандартным размерам корпуса. Фильтры 100 GPD изготавливался путем складывания двух мембран 50 GPD, а когда приходило время их замены, нужно было приобретать сразу две. Однако сейчас, из-за возросшего спроса со стороны аквариумистов, производители изготавливают более емкие мембраны, с легкостью помещающиеся в стандартные корпуса. Последние достижения в области производства компонентов делает системы обратного осмоса экономичным решением для водоподготовки. Из-за того, что муниципальные службы переходят от использования хлора к хлораминам (смесям аммиака и хлора), производители угольных блоков разработали фильтры, удаляющие хлорамины.

——

оригинал автора:  Al Johnson

Реакция постоянных читателей:

Заметил ошибку, тык*:

 Orphus

Комментарии Вконтакте:

Добавить комментарий

Войти с помощью: 

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *