Come funziona l'osmosi inversa: principio di funzionamento dei dispositivi di purificazione fine dell'acqua
Tra i sistemi domestici per la preparazione dell'acqua potabile, è recentemente apparsa una nuova opzione chiamata osmosi inversa. Questo insieme di filtri e una speciale membrana costa molto, ma può superare quasi qualsiasi analogo.
Ha senso spendere tanto? Per rispondere a questa domanda, è necessario capire come funziona l'osmosi inversa, e poi confrontare costi e risultati. Con il nostro aiuto, il processo di conoscenza del sistema di purificazione avanzata sarà molto più rapido ed efficace.
Abbiamo raccolto e sistematizzato per voi tutte le informazioni utili e attendibili sull'impianto di purificazione dell'acqua a membrana. Per una comprensione completa, abbiamo integrato il materiale testuale con schemi, illustrazioni e video con consigli per i futuri acquirenti.
Indice dei contenuti:
Funzionamento dell'impianto di osmosi inversa
Il processo di osmosi si basa sulla proprietà dell'acqua di equalizzare il livello di impurità nelle soluzioni separate da una membrana. I pori di questa membrana sono così piccoli che solo le molecole d'acqua possono passarvi attraverso.
Se in una delle parti di questo ipotetico recipiente si aumenta la concentrazione di impurità, l'acqua inizierà a fluire lì fino a quando la densità del liquido in entrambe le parti del recipiente non si equilibrerà.
L'osmosi inversa dà un risultato esattamente opposto. In questo caso, la membrana viene utilizzata non per equalizzare la densità del liquido, ma per raccogliere da un lato acqua pura e dall'altro – una soluzione massimamente satura di impurità. Ecco perché questo processo è chiamato osmosi inversa.
Tutte queste caratteristiche chimiche interessano poco agli acquirenti, specialmente a quelli che non hanno una grande conoscenza scientifica. A loro basta capire che il cuore del sistema a osmosi inversa è una membrana speciale, i cui pori sono così piccoli da non lasciar passare nulla che superi le dimensioni di una molecola d'acqua, e questo rappresenta una parte significativa delle impurità presenti nell'acqua di rubinetto.
Purtroppo, la molecola d'acqua – non è la più piccola sulla Terra; ad esempio, le molecole di cloro sono molto più piccole, quindi possono anch'esse filtrare attraverso la membrana. Inoltre, il contatto con particelle sospese di grandi dimensioni è sconsigliato per questa membrana. I suoi pori minuscoli si ostruirebbero rapidamente a causa di tale esposizione, e questo elemento dovrà essere sostituito immediatamente.
Per evitare che ciò accada, nel sistema di osmosi inversa vengono inclusi tre filtri aggiuntivi, grazie ai quali l'acqua viene sottoposta a un trattamento preliminare. La membrana separa l'acqua parzialmente purificata in due parti disuguali. Circa un terzo del volume in ingresso è costituito da acqua pura, che poi fluisce nel serbatoio di accumulo.
I restanti due terzi del volume d'acqua – sono la parte in cui sono concentrate le impurità. Questo concentrato viene scaricato nella rete fognaria. Tra il serbatoio e il rubinetto c'è di solito un piccolo contenitore. Qui viene installata una cartuccia progettata per migliorare la qualità dell'acqua già purificata, ad esempio arricchendola con minerali benefici.
Schematicamente, il principio di funzionamento dell'osmosi inversa può essere descritto come segue:
- L'acqua proviene dalla rete idrica e passa attraverso i filtri di pretrattamento.
- Successivamente, il liquido subisce il processo di osmosi inversa.
- L'acqua purificata entra nel serbatoio di accumulo.
- Il concentrato contenente le impurità filtrate viene convogliato nella rete fognaria.
- L'acqua pura dal serbatoio di accumulo arriva al rubinetto dell'acqua pura direttamente o tramite dispositivi aggiuntivi.
Pertanto, il sistema a osmosi inversa è un insieme di dispositivi che consentono di ottenere acqua potabile con un elevato grado di purificazione. Fino a poco tempo fa, tali sistemi venivano utilizzati principalmente nell'industria, nelle aziende di ristorazione pubblica, nelle strutture sanitarie e simili.
Tuttavia, a causa delle crescenti esigenze di qualità dell'acqua di rubinetto, negli ultimi anni stanno guadagnando popolarità i sistemi ad osmosi inversa destinati all'uso domestico. Differiscono per configurazione, capacità, dimensioni del serbatoio di accumulo, ecc. I filtri e la membrana devono essere sostituiti periodicamente.
Come stabilire se la membrana necessita di sostituzione? Con l'uso, i suoi pori si ostruiscono e arriva il momento in cui l'acqua non passa più nel serbatoio di accumulo. Tale membrana dovrà comunque essere sostituita. Ma gli esperti consigliano di effettuare la sostituzione molto prima.
Per determinare la qualità dell'acqua purificata tramite sistema ad osmosi inversa si utilizza uno strumento elettronico – il TDS-metro. Con il suo aiuto si determina il livello di contenuto di sali nell'acqua.
Per l'acqua di rubinetto prima della filtrazione, questo valore può essere di 150-250 mg/l, mentre dopo la filtrazione con tecnologia a osmosi inversa la norma è considerata un contenuto di sale compreso tra 5 e 20 mg/l. Se la quantità di sali nell'acqua purificata supera i 20 mg/l, si consiglia di sostituire la membrana.
Chi desidera scegliere filtri per l'acqua utilizzati in vari stadi di purificazione troverà molte informazioni utili nel seguente articolo.
Elementi singoli del sistema
L'elemento più costoso e principale del sistema ad osmosi inversa è la membrana. Essa è costituita da un materiale microporoso avvolto in uno o più strati attorno a un nucleo di plastica perforato. La membrana è ricoperta da una custodia protettiva di plastica fissata con anelli di tenuta.
L'acqua entra all'interno del corpo della membrana e passa attraverso il riempitivo poroso. Le molecole di acqua pura penetrano attraverso il nucleo poroso e poi si spostano nel serbatoio di accumulo.
Tuttavia, le impurità con una certa quantità d'acqua non possono superare la barriera della membrana. Escono dall'estremità opposta del blocco della membrana e vengono smaltite.
Come già menzionato, il contatto diretto della membrana con l'acqua potabile normale può essere dannoso. Il fatto è che i suoi pori sono molto piccoli – solo 0,0001 micron. La membrana non può essere rimossa, lavata e reinstallata come si fa con alcuni filtri meccanici di pre-filtrazione.
L'elemento costoso deve essere completamente sostituito ogni due o tre anni. La durata può variare in base alle condizioni operative della membrana: pressione nell'impianto idrico, quantità e natura delle impurità, temperatura dell'acqua, ecc.
In alcuni casi, la membrana può durare cinque anni o anche di più, talvolta la sostituzione deve essere effettuata già dopo il primo anno di utilizzo.
Un fattore importante in questo caso è la presenza dei filtri di pre-trattamento: due meccanici e uno al carbone. Il primo filtro meccanico rimuove tutte le impurità insolubili di dimensioni superiori a 0,5 micron. Possono essere granelli di sabbia, particelle di ruggine e altra simile 'meccanica'.
Successivamente, l'acqua passa attraverso un filtro a carbone che trattiene le molecole di varie sostanze chimiche: composti del cloro, sempre presenti nell'acqua di rubinetto, nonché metalli pesanti, pesticidi penetrati dal suolo, ferro disciolto e altri elementi di origine organica o inorganica.
Dopo di ciò, un altro filtro meccanico da un micron completa la purificazione preliminare dell'acqua. Di conseguenza, alla membrana arriva acqua priva di contaminanti che potrebbero danneggiare il filtro a membrana o superarlo.
Questi filtri necessitano di una sostituzione regolare ogni pochi mesi. Ma costano diversi ordini di grandezza in meno rispetto alla membrana, e una sostituzione tempestiva può prolungare notevolmente la sua durata.
Per la raccolta dell'acqua purificata si utilizza un serbatoio di accumulo. La sua capacità può variare tra 4 e 12 litri, a seconda delle prestazioni del sistema. Per la produzione di tali serbatoi viene solitamente utilizzato acciaio di alta qualità. All'esterno il serbatoio è rivestito con uno strato di smalto resistente. All'interno è installata una guarnizione in silicone che divide il serbatoio in due parti.
Da un lato della guarnizione si trova l'acqua pura raccolta, dall'altro l'aria. La quantità di aria nella camera può essere modificata tramite un nipplo situato sul lato aria del serbatoio.
L'aria crea all'interno del serbatoio di accumulo una pressione aggiuntiva che favorisce il movimento dell'acqua verso il rubinetto con la pressione necessaria. Naturalmente, sul serbatoio è presente un'uscita per il collegamento del tubo attraverso il quale l'acqua potabile si sposta verso il rubinetto.
Di solito questo rubinetto viene installato sul lavello. Se per qualche motivo l'erogazione dell'acqua attraverso l'acquedotto dovesse interrompersi, nel serbatoio rimarrà una certa quantità d'acqua, rendendo il problema meno grave. In questa situazione, per svuotare completamente il serbatoio di accumulo, ha senso aumentare la pressione pompando aria attraverso il raccordo a nipplo.
Il grado di purificazione dell'acqua mediante il sistema a osmosi inversa la avvicina all'acqua distillata. La membrana lascia passare le molecole di ossigeno disciolte nell'acqua, migliorandone la qualità.
Per migliorare il sapore, l'acqua può essere fatta passare attraverso un mineralizzatore o altri moduli. Ma è potabile anche immediatamente dopo la filtrazione a membrana. Non è necessario bollirla per berla.
Come modulo aggiuntivo per migliorare la qualità dell'acqua potabile, i sistemi a osmosi inversa possono essere integrati con un mineralizzatore o un cartuccia bioceramica. Il mineralizzatore viene utilizzato per arricchire l'acqua con sostanze benefiche come calcio, sodio, magnesio, ecc.
Tutti questi minerali hanno un effetto positivo sul sistema nervoso e cardiovascolare umano, prevengono l'insorgenza di molte malattie pericolose e stimolano il normale livello di acidità del sangue, ecc.
La cartuccia bioceramica agisce diversamente. Al suo interno sono presenti sfere costituite da argilla cotta e pezzi di tormalina. Questo minerale è in grado di avere un effetto estremamente benefico sull'acqua. Contribuisce a modificare la struttura dell'acqua, il che a sua volta ha un effetto positivo sul sistema endocrino e sul rafforzamento del sistema immunitario.
Con il tempo la durata di tali moduli aggiuntivi si esaurisce e necessitano di una sostituzione periodica. Pertanto, in questo caso è più comodo utilizzare un rubinetto con due valvole.
Su una valvola viene fornita acqua direttamente dall'accumulatore, sull'altra quella passata attraverso il mineralizzatore. L'acqua arricchita con sostanze benefiche viene utilizzata solo per bere, mentre si cucina con acqua senza minerali.
Le regole per la scelta di un sistema di purificazione dell'acqua per l'impianto idrico autonomo di una casa privata sono illustrate in uno degli articoli popolari del nostro sito.
Vantaggi e svantaggi dell'osmosi inversa
L'elevato grado di purificazione e la qualità garantita dell'acqua potabile sono i principali vantaggi dei sistemi a osmosi inversa. Secondo le stime, nell'acqua purificata con questo metodo, il contenuto di sostanze estranee è dieci volte inferiore al minimo consentito. Le caratteristiche costruttive della membrana impediscono l'ingresso accidentale di contaminanti nel flusso dell'acqua purificata.
Tale acqua può essere tranquillamente utilizzata per bere e cucinare, può essere data a bambini e animali domestici. Per la salute, l'acqua ottenuta con la tecnologia a osmosi inversa è significativamente più salutare dell'acqua del rubinetto bollita. Gli acquariofili utilizzano quest'acqua per riempire gli acquari senza doverla far riposare.
Nonostante la struttura più complessa rispetto ai comuni filtri domestici, l'installazione di tali sistemi viene eseguita senza particolari problemi. Tutto il necessario per il montaggio è solitamente fornito in dotazione. Quasi tutti gli elementi o le loro modifiche possono essere acquistati separatamente.
Il sistema non occupa molto spazio, molto spesso il serbatoio e il set di filtri con membrana vengono fissati direttamente sotto il lavello. E un compatto rubinetto per l'acqua potabile installato sul lavello si inserisce perfettamente nell'arredamento.
Il principale svantaggio dei sistemi a osmosi inversa – è l'elevato costo iniziale del kit. La successiva manutenzione del sistema richiederà anche spese per la sostituzione delle cartucce dei filtri, ma queste costano molto meno.
Ogni pochi anni sarà necessario sostituire la membrana, il cui prezzo può essere di circa 50 dollari. Ma i calcoli mostrano che, alla fine, i costi per l'acqua pura per una famiglia risulteranno comunque inferiori rispetto all'acquisto di acqua potabile da fornitori esterni.
Un'altra caratteristica del sistema ad osmosi inversa che può essere considerata un difetto è la bassa produttività. L'acqua purificata filtra attraverso la membrana molto lentamente; la produttività standard della membrana è di circa 150-300 litri al giorno.
Inoltre, più della metà dell'acqua proveniente dall'acquedotto viene scaricata nella rete fognaria, il che si riflette in una certa misura sull'importo delle bollette.
Ma se il volume del serbatoio di accumulo è scelto correttamente, i problemi possono verificarsi solo per breve tempo all'avvio del sistema subito dopo l'installazione o dopo un lungo periodo di inattività con il serbatoio di accumulo vuoto.
Vi consigliamo l'articolo sull'argomento: Osmosi inversa: danni e benefici della purificazione a membrana dell'acqua di rubinetto.
Come scegliere il modello adatto?
Le dimensioni degli elementi dei sistemi ad osmosi inversa di solito corrispondono a un determinato standard, ma non sempre. L'utilizzo di un sistema con parametri standard offre una scelta più ampia di elementi sostituibili. La pratica dimostra che i prodotti di produzione nazionale, che sono più economici rispetto agli equivalenti esteri, differiscono poco in qualità da questi ultimi.
Naturalmente, è meglio effettuare l'acquisto direttamente dal produttore, da un rivenditore autorizzato o in un negozio affidabile. I buoni sistemi ad osmosi inversa sono dotati di scheda tecnica, garanzia ufficiale, istruzioni dettagliate per l'installazione e l'uso, nonché certificati di qualità.
Le dimensioni del serbatoio di accumulo dipendono dalle esigenze della famiglia e dallo spazio in cui verrà installato l'apparecchio. Un serbatoio di dimensioni massime è adatto per una casa in cui vive una famiglia numerosa; i serbatoi più richiesti sono quelli con una capacità di circa 8-10 litri.
Un indicatore importante – la pressione di esercizio nel sistema idrico. Si considera ottimale un valore di 2,8 bar. Se la pressione è troppo bassa, ha senso acquistare un sistema di osmosi inversa con pompa integrata, che garantisce una pressione sufficiente per l'acqua potabile. Se invece la pressione nell'acquedotto è significativamente più alta, sarà necessario installare un riduttore di pressione.
La membrana del sistema a osmosi inversa richiede la massima attenzione. Questo elemento deve essere di qualità costantemente elevata e con una portata adeguata. Per una famiglia piccola si considera ottimale un valore di circa 7 litri all'ora.
Non ha senso pagare di più per una membrana più performante se non è necessario. Per confronto: un dispositivo con portata di 15 litri all'ora soddisfa senza difficoltà le esigenze di acqua pura di una piccola attività di ristorazione.
Un set standard include cinque stadi principali di filtrazione: tre prefiltri, una membrana e un postfiltro. Il contenuto di quest'ultimo elemento può variare.
In precedenza sono già stati menzionati il mineralizzatore e la cartuccia bioceramica. Un'altra soluzione popolare è l'installazione di una cartuccia contenente guscio di noce di cocco, carbone attivo e ioni d'argento.
Queste sostanze disinfettano l'acqua, la purificano ulteriormente e le conferiscono un piacevole sapore. Un'altra interessante opzione di post-trattamento dell'acqua è il disinfettante a raggi ultravioletti. Alcuni modelli di sistemi a osmosi inversa consentono di utilizzare contemporaneamente diverse cartucce.
Conclusioni e video utili sull'argomento
Video #1. Una panoramica generale dei principi di funzionamento dei sistemi a osmosi inversa è disponibile qui:
Video #2. In questo video viene analizzato in dettaglio il funzionamento di un tale sistema usando come esempio il modello “Gejzer Prestiž M”:
Video #3. Questo video permette di confrontare le caratteristiche di funzionamento dei filtri a flusso continuo e dei sistemi a osmosi inversa:
I sistemi a osmosi inversa – un modo affidabile e comodo per fornire alla propria casa una quantità sufficiente di acqua potabile pura. Sì, i prezzi di questi dispositivi rimangono elevati, ma sono ampiamente ripagati, poiché l'acqua potabile pura riduce il rischio di numerose malattie e migliora la qualità della vita.
Desidera condividere la sua esperienza personale nell'installazione e nell'uso di un sistema a osmosi inversa? Ha informazioni che vuole condividere con noi e con i visitatori del sito? Ha domande? La preghiamo di lasciare un commento nel blocco situato sotto il testo dell'articolo.
Osmosi inversa: danno e beneficio della purificazione a membrana dell'acqua di rubinetto 
Osmosi inversa fai da te: guida passo passo al montaggio e all'installazione 
Filtri per la depurazione grossolana e fine dell'acqua: panoramica dei tipi + installazione e regole di collegamento 
Sistemi di trattamento dell'acqua per case di campagna: classificazione dei filtri + metodi di purificazione dell'acqua 
Filtro per la depurazione dell'acqua per la casa di campagna: consigli per la scelta + rassegna dei migliori marchi 
Come scegliere un filtro per l'acqua: capiamo qual è il filtro migliore + classifica dei produttori 
Quanto costa l'allacciamento del gas a una casa privata: prezzo dell'organizzazione della fornitura di gas 
Le migliori lavatrici con asciugatrice: classifica dei modelli e consigli per gli acquirenti 
Cos'è la temperatura del colore della luce e le sfumature della scelta della temperatura delle lampade per le proprie necessità 
Sostituzione dello scaldabagno a gas in appartamento: documentazione per la sostituzione + norme e requisiti principali 
Due anni fa ho deciso di acquistare un filtro per l'acqua. E ho deciso di andare su Internet per vedere quale fosse il migliore. Mio Dio, quante informazioni mi sono cadute sulla testa. Il prezzo non era un problema per me. Volevo acquistare un filtro a osmosi inversa, ma dicono che si ottiene acqua distillata. Questo mi ha scoraggiato. Ho comprato un normale “Aquafor”. Adesso ci sto ripensando.
Ricordo ancora come ho scelto un filtro per l'acqua. Non c'erano informazioni precise da nessuna parte: quale fosse migliore e quale peggiore. Alcuni dicevano che l'osmosi inversa – è una truffa per ottenere più soldi. Ho pensato molto, comprare o no. Poi si è scoperto che non avevo abbastanza spazio sotto il lavello, e questo ha facilitato la mia scelta. Quindi ho preso un filtro normale, poco costoso, che uso ancora oggi.
Da due anni uso Aquafor Osmo 50. L'acqua è pulita e gustosa. Nel bollitore non c'è calcare.
Sono molto soddisfatto.
Accidenti, ha esagerato con i 50 dollari. Forse è un modello costoso di membrana? Seriamente, ho visto in vendita dallo stesso Aquafor a 1500. E a proposito, per alcuni l'acqua è così cattiva che cambiano quella membrana anche una volta all'anno.
Sì, in effetti la frequenza di sostituzione della membrana dipende direttamente dalla qualità dell'acqua. Il prezzo di questo elemento dipende dal modello. È chiaro che in un sistema da 200 dollari la membrana non costerà 50. Ma in un sistema a osmosi inversa da 1000+ dollari può benissimo essere così. Quindi in questo senso non è tutto così univoco.
Citazione: “Per la salute, l'acqua ottenuta con la tecnologia dell'osmosi inversa è significativamente più benefica dell'acqua del rubinetto bollita.”
Oh, ma. Non capisce nemmeno cosa scrive. Di quale utilità dell'acqua bollita o distillata si può parlare? Buona salute e acqua bollita sono cose NON compatibili. Quando si bolle, l'acqua cambia completamente la sua struttura cristallina – è acqua MORTA. Bere acqua bollita significa uccidere completamente il proprio sistema immunitario. Tutti coloro che bevono solo acqua bollita hanno un bouquet di malattie croniche, complicazioni di TUTTO l'organismo e non capiscono da dove provenga tutto questo.
Ha visto troppi film su REN TV? O quel film che presumibilmente proviene dai giapponesi sui miracoli dell'acqua? È stato smentito da tempo che tutto ciò non è scientificamente fondato.
Tuttavia, per certi versi ha ragione. Bere acqua completamente pura non è molto buono. Ad esempio, gli stessi turisti che d'inverno vanno in escursione e usano la neve sciolta come acqua, devono sempre portare con sé elettroliti e integratori minerali in polvere. Perché con la neve sciolta non si può vivere a lungo e si può compromettere gravemente la salute.
Un altro aspetto è che spesso nei sistemi di filtrazione vengono installati vari “arricchenti” – mineralizzatori, che servono proprio a questo scopo. È importante studiare tutto in anticipo a fondo, per non avvelenarsi poi. Dopotutto, nessuno controllerà per conto Suo cosa sta bevendo.
Non Le sembra assurdo che l'acqua bollita sia definita “morta”? Ciò significa automaticamente che consumiamo cibi e bevande preparati con acqua “morta”! Non è affatto così!
Molti parlano anche dell'acqua distillata e di quella purificata tramite osmosi inversa. Ma non bisogna indurre in errore le persone: l'acqua purificata non contiene impurità ed è assolutamente sicura. Sì, non contiene minerali e sali, ma tutto ciò l'organismo umano può ottenerlo da altri alimenti.
Un sistema normale, l'acqua è ovviamente super. Si può renderla gelida in frigorifero, naturalmente in un contenitore pulito, e non ci sarà nessuna tonsillite – è sterile.
“Il principale svantaggio dei sistemi a osmosi inversa è l'elevato costo iniziale del kit”…Affermazione discutibile. La salute è più importante!
Il più grande svantaggio di tali sistemi – è l'incapacità di ripristinare il bilancio ottimale del contenuto di sale nemmeno con l'aiuto dei mineralizzatori (vedi allegato). E senza i sali di durezza totale (ioni Ca2+ e Mg2+) staremo piuttosto male. Col passare del tempo compariranno osteoporosi, ecc.
P.S. Poiché sono un chimico analitico, dopo la purificazione dell'acqua in un sistema con mineralizzatore ho subito effettuato un'analisi della durezza totale: risultato — < 0,02 mg-eq/L, ossia praticamente distillato. La norma fisiologica secondo SanPiN per l'acqua confezionata – minimo 1,5 mg-eq/L (vedi file).