filtr odwróconej osmozy

Filtr odwróconej osmozy.  Część 2

Piotr Staniewski

Czytając ostatnimi czasy fora internetowe, zauważyłem, że filtr odwróconej osmozy budzi wiele wątpliwości. Wydaje mi się, że większość pytań, które się pojawiają wynika z niezrozumienia mechanizmu działania tego podstawowego urządzenia w rękach akwarysty. Właśnie, dlatego postanowiłem napisać parę słów, które uzupełniając poprzedni artykuł, pozwolą na zrozumienie działania całego systemu i dodatkowego osprzętu, jaki w różnych konfiguracjach zestawów się pojawia. Zalecamy również zapoznanie się z artykułem o pomiarach  TDS

Wróćmy więc do początku. Na nasze potrzeby w zupełności wystarcza zestaw, jaki pokazany jest na poniższym schemacie.

 

Schemat najprostszej instalacji filtra odwróconej osmozy

Schemat najprostszej instalacji filtra odwróconej osmozy

Sercem całego układu jest membrana RO, której tutaj nie widać, gdyż zamknięta jest w obudowie. To właśnie membrana robi najważniejszą część filtracji. Gdybyśmy nawet pozbyli się prefiltrów, membrana będzie nadal spełniała swoją rolę. Woda RO dobrej jakości zostanie wyprodukowana. Reasumując, obecność prefiltrów nie wpływa na jakość produkowanej wody, a jedynie przedłuża żywotność membrany. Dlatego ważne jest, aby dbać o ich jakość i je regularnie wymieniać.

W sprzedaży dostępne są zestawy, które zawierają tylko jeden, lub dwa prefiltry z tym, że zawsze w skład zestawu wchodzi filtr węglowy. W przypadku dwóch prefiltrów spotkałem się z różnymi układami – albo pierwszy jest sedymentacyjny, albo węglowy. O roli filtra węglowego pisaliśmy w poprzednim artykule, więc nie będę się rozpisywał, a wyjaśnię jedynie, o co chodzi z filtrami sedymentacyjnymi.

Jak wymienialiście prefiltry, zauważyliście pewnie, że pierwszy z nich jest najbardziej brudny, zwykle brązowy. Wyłapuje on grube śmieci, które mogą dostać się do układu z instalacji wodnej. Zasadniczo, po tym filtrze można już montować dodatkowy osprzęt (pompa podnosząca ciśnienie lub zawór czterodrożny), bez obawy, że sprzęt zostanie „zatkany” śmieciami. Jednakże, w zestawach takich jak przedstawione na schemacie, wszystkie prefiltry połączone są ze sobą fabrycznie i nie jest możliwe wpięcie czegokolwiek pomiędzy nie. Filtr sedymentacyjny 1um, montowany za węglem, a przed membraną, ma zabezpieczyć membranę przed tym, co przedostało się filtr 5um, oraz węgiel, a dodatkowo wyłapuje drobinki węgla, które mogą odrywać się od bloku węglowego. Taki układ prefiltrów jak na rysunku, zapewnia odpowiednie zabezpieczenie membrany osmotycznej przed zapchaniem mikroporów, a jednocześnie minimalizuje spadek przepływu występujący na zapychających się prefiltrach. Tak więc, do pracy filtra RO, prefiltry nie są niezbędne, jednak mocno zalecane.

Właściwe prefiltry (także żywica DI) umieszczone są w obudowach, które wymuszają przepływ wody w konkretny sposób. Chodzi o to, aby cała woda przepływała przez filtr i nie było przecieków wody niefiltrowanej, dlatego należy zwrócić uwagę, jak układa się filtr w puszcze w chwili przykręcania obudowy.

prefiltry rodi

Typowa puszka 10″ na prefiltry lub żywicę. Zostala zaprojektowana tak, aby przeplyw wody maksymalnie wykorzystywał używany wkład.

Woda zasilająca dostaje się na zewnątrz filtra, który wygląda jak rurka, następnie przeciskana jest przez filtr i dostaje się do środka tej rurki, skąd podawana jest na kolejne prefiltry. W przypadku filtra DI w rozmiarze 10 cali sytuacja wygląda podobnie. Stosuje się tam dodatkowy wkład (puszkę), który powoduje, że woda przepływa „po bokach” tejże puszki , a potem dostaje się do niej dołem i przeciskana jest przez żywicę ku górze. Dość często akwaryści martwią się powietrzem w żywicy DI, ale to powietrze znajduje się w przedziale wody brudnej, a nie w kartridżu żywicy DI i raczej jest trudne do usunięcia z powodu braku możliwości zmodyfikowania podstawowych praw fizyki ;-). To powietrze może za jakiś czas samo „zniknie”, ważne aby go nie przybywało, w każdym bądź razie – nie przeszkadza.

Skoro już przeszliśmy przez prefiltry, pora skupić się na membranie. Zrozumienie istoty działania membrany jest kluczem do zrozumienia tematu zaworów odcinających, zaworu czterodrożnego, oraz ogranicznika przepływu.

Cała zasada działania zawarta jest w nazwie „odwrócona osmoza”. Żeby mówić o odwracaniu osmozy, trzeba wrócić do „klasycznej” osmozy.

Nie lubię tego robić, ale przytoczę definicję z Wikipedii.

Osmoza –dyfuzja rozpuszczalnika przez błonę półprzepuszczalną rozdzielającą dwa roztwory o różnym stężeniu. Osmoza spontanicznie zachodzi od roztworu o niższym stężeniu substancji rozpuszczonej do roztworu o wyższym, czyli prowadzi do wyrównania stężeń obu roztworów.

W kontekście osmozy roztwór z którego ubywa rozpuszczalnika nazywa się hipotonicznym, tego w którym przybywa nazywa się hipertonicznym. Gdy roztwory pozostają w równowadze osmotycznej, mówi się że są wzajemnie izotoniczne względem siebie.

Ot, co. Prościej można powiedzieć tak. Przez błonę półprzepuszczalną przenika tylko (choć już wiemy że nie tylko) rozpuszczalnik, czyli woda i dzieje się to do momentu, kiedy woda przedostająca się z części „bardziej czystej” rozcieńczy wodę brudną do takiego stopnia, że po obu stronach membrany woda będzie tak samo brudna.  Celowo użyłem określenia „bardziej czystej”, bo niewielkie ilości zanieczyszczeń będą się przedostawały ze strony brudnej do czystej, a ubytek wody z części „bardziej czystej” będzie powodował zagęszczenie brudu w tej wodzie.

Na rysunku osmoza wygląda tak:

Zasada działania procesu osmozy.

Zasada działania procesu osmozy.

Ale to nie koniec, bo co tu można odwrócić i jak??? Wspomniałem o ubytku wody. Otóż, stężenie to nie wszystko, bo gdyby chodziło tylko o stężenie, osmoza działałaby do momentu całkowitego wyrównania stężeń i zniknięcia wody czystej, a tak do końca nie jest. Najławiej jest to sobie wyobrazić patrząc na poniższy rysunek.

membrana osmotyczna

Przenikanie wody przez membranę osmotyczną

Przenikanie wody przez membranę powoduje, że ubywa wody czystej, a przybywa brudnej, z tym że jak teraz widać, brudna robi się bardziej czysta (rozcieńczanie), a czysta robi się bardziej brudna (zagęszczanie). To przenikanie wody wywołane jest przez CIŚNIENIE OSMOTYCZNE wynikające z różnego stężenia związków czynnych osmotycznie po obu stronach membrany.

Ale co się dzieje – w wyniku wyrównywania stężeń, ciśnień osmotycznych po obu stronach membrany, rośnie poziom wody po jednej ze stron, tworzy się więc ciśnienie hydrostatyczne, „produkowane” przez rosnący, naciskający słup wody. To ciśnienie hydrostatyczne ogranicza osmozę, powoduje, że osmoza nie „wyciągnie” całej czystej wody, bo naciskający słup wody będzie wodę przepychał z powrotem na „czystą” stronę. Uzupełniając więc definicję, w takim układzie dochodzi do wyrównania ciśnień, nie stężeń po obu stronach membrany osmotycznej, a ciśnienie osmotyczne działające w kierunku wody brudnej równoważone jest przez ciśnienie hydrostatyczne działające w kierunku wody czystej. Układ dąży do równowagi, w której suma ciśnień (hydrostatycznego i osmotycznego) po jednej stronie membrany jest równa sumie ciśnień po drugiej. Można też powiedzieć trochę inaczej, w stanie równowagi, różnica wysokości słupów wody jest równa ciśnieniu osmotycznemu.

No i tu już pojawia się coś, co możemy odwrócić. Skoro ciśnienie hydrostatyczne nie pozwala na dalsze przenikanie wody czystej, to znaczy, że my naciskając wodę po stronie „woda mniej zanieczyszczona” możemy cały ten proces odwrócić i „wycisnąć” wodę czystą, niemalże jak przez sito. Wygląda to tak:

Proces odwróconej osmozy

Proces odwróconej osmozy

 

 

I to jest właśnie istota działania naszej membrany osmotycznej, z tym że możemy założyć że po stronie czystej nie ma wody ani żadnego ciśnienia (to wytłumaczę później), a po stronie brudnej woda cały czas płynie, a ten wcześniej wspomniany „nacisk” stosowany celem odwrócenia osmozy to nic innego jak ciśnienie w wodociągu. Mam nadzieję, że już coś Wam zaczyna się rozjaśniać.

To w takim razie, rzućmy okiem na membranę w naszych zestawach.

Membrana RO

Budowa membrany odwróconej osmozy

 

Prawda, że proste??? Nie? To wyobraźcie sobie, że te wszystkie cztery „kartki” (separatory, membrany) są wpuszczone w podłużne nacięcie w widocznej rurce, a potem to wszystko jest na tą rurkę nawinięte. Woda dostająca się pomiędzy membranę RO a separator zasilania jest przeciskana przez membranę (czyli już jest RO), płynie spiralnie dookoła rurki, tak jak kartki są nawinięte, aż dojdzie do początku kartki (wpuszczonego w rurkę), a dalej z rurki do akwarium. Woda, która się nie przecisnęła jak widać płynie prosto przez cały walec.

Jeśli nadal nie możecie sobie tego wyobrazić, spójrzcie na animację:

 

Membrana odwróconej osmozy

Schemat wyjaśniający zasadę pracy membrany RO

 

Na tym rysunku mniej widać spiralną drogę wody RO, ale za to ładniej widać gdzie RO jest zbierana, i jak przepływa woda brudna. Jak przyjrzycie się obudowie membrany, z łatwością rozpoznacie wylot wody czystej i tzw. solanki.

Wspomniałem, że możemy założyć, że po stronie wody czystej nie ma ani wody, ani ciśnienia. Chyba przyszedł czas, aby to wyjaśnić. Woda przez membranę może przepływać w obie strony, tzn. jak odetniemy zasilanie, to mamy sytuację, że po jednej stronie membrany jest woda czysta, po drugiej brudna. Woda czysta zgodnie z ciśnieniem osmotycznym (bo nie ma hydrostatycznego) zostanie wyssana do wody brudnej, popłynie więc spiralnie, ale wstecznie, przedostanie się przez membranę osmotyczną i trafi do wody odrzuconej. Przy okazji, te zanieczyszczenia, które przedostały się na czystą stronę zostaną zagęszczone. To jest główna przyczyna, że TDS pierwszej porcji wody z nieużywanego przez jakiś czas filtra jest wysoki. W takim razie pomyślcie co będzie, jeśli zastosujemy dodatkowo zbiornik zbierający czystą wodę, podłączony na stałe do membrany…

Na szczęście, w większości obecnie stosowanych zestawów, tam gdzie wylatuje woda czysta, montowany jest zawór zwrotny. Może go nie być widać, bo umieszczony jest w kolanku wkręconym w obudowę membrany, ale zapewniam że tam jest. Jak ktoś go nie ma, to polecam kupić i wymienić kolanko.

Kolanko z zaworem zwrotnym

Zawór zwrotny w kolanku, stosowany na wyjściu wody czystej.

Dzięki temu zaworowi, jeśli dojdzie do wstecznego wypływu wody do ścieku, to zassana będzie tylko woda z rurki, na której owinięta jest membrana, a nie z całego układu wody czystej. W najgorszym wypadku możliwa jest nawet ucieczka wody z całego wkładu DI, jak np. nie ma zaworu na dolewce, tylko na zasilaniu filtra. Nie wiem w jakim stopniu, ale literatura podaje, że wsteczny przepływ wody bardzo niszczy membranę, zaleca się więc w każdym systemie założenie takiego kolanka z zaworem zwrotnym. Ponadto, kolanko to jest konieczne przy stosowaniu zaworu czterodrożnego.

Ale wróćmy do produkcji wody.

Jak już pokazałem, do produkcji wody RO potrzebne jest ciśnienie. To znaczy, że co??? Wystarczy podłączyć membranę do instalacji wodnej, w której jest ciśnienie 4-5atm i będzie dobrze? Nie, nie będzie, bo jak spojrzycie na rysunek membrany w obudowie, woda z przestrzeni żółtej do czerwonej płynie bez żadnych ograniczeń, tam jest szczelina, przez którą woda się przeciska bez kłopotu. Cała kranówka leci do ścieku. Można to porównać do polewania namiotu wodą. Ile byśmy wody nie nalali, to woda sobie spłynie, bo nie ma żadnego ciśnienia, układ jest całkowicie otwarty.

Aby zwiększyć ciśnienie, a w zasadzie wygenerować ciśnienie, które będzie przeciskało wodę przez membranę, stosuje się ograniczniki ścieku, zwane też restryktorami. Ograniczniki ścieku muszą być dopasowane do membrany, o czym pisaliśmy w poprzednim artykule.

Ogranicznik przepływu

Ogranicznik ścieku. Zaznaczony przepływ (500ml/min, podawane dla ciśnienia 4bar). Strzałka pokazuje przepływ wody.

Reasumując, im większa wartość ogranicznika, tym większy przez niego przepływ, a co za tym idzie, mniejsze ciśnienie działające na membranę, mniej wody RO będzie produkowane. To, czemu im więcej GPD daje membrana, tym większy przepływ na restryktorze? Po pierwsze, jeśli więcej wody ma być wyprodukowane, to więcej wody musi przez układ przelecieć, po drugie, dużo wody przelatuje, to dużo jest odpadów, które muszą z odpowiednia ilością wody trafić do ścieku, po trzecie – im więcej GPD, tym większe pory w membranie, więc przyłożenie większego ciśnienia będzie powodowało przeciskanie się „brudu” do wody RO. Czy teraz wszystko jasne?

Przy instalacji nowych filtrów zaleca się płukanie. Jak to się robi? Proste. Należy zdjąć ogranicznik ścieku. Cała woda przeleci przez membranę do ścieku. Poleca się, aby takie płukanie przeprowadzać co jakiś czas, aby duży przepływ wody przez membranę oczyścił przestrzeń wody wejściowej i odrzuconej (jak tego jeszcze nie zauważyliście, to ta sama przestrzeń). Woda, która jest ściekiem jest koncentratem minerałów, które mogą krystalizować w tej przestrzeni, zapychając membranę.

Ogranicznik przepływu z zaworem

Niektóre firmy produkują ograniczniki ścieku z zaworkiem, dzięki któremu „otwieramy” restryktor i płuczemy membranę bez konieczności odpinania czegokolwiek.

 

Ale też możemy zrobić coś takiego:

12

Ogranicznik z zaworem własnej konstrukcji.

 

Czasem stosuje się rozwiązania elektroniczne, które albo, co jakiś czas robią By-Pass ogranicznika, albo po otwarciu dolewki na chwilę się otwierają i płuczą automatycznie membranę. O choćby tak.

Zamiast ręcznego zaworka, można zastosować elektrozawór, który sterowany komputerem, może co jakiś czas załączać płukanie membrany… Komputerem, lub wewnętrznym układem elektronicznym.

Żródło: http://www.clickindia.com/detail.php?id=132790867

Mam nadzieję, że na tym etapie już wiecie, co się stanie jak zapcha się ogranicznik ścieku? Cała dostarczona woda będzie przeciskana tam, gdzie będzie otwarty zawór, czyli do akwarium.

To przejdźmy teraz na drugą stronę, czyli do wody czystej i zasilania akwarium.

Mamy podłączony filtr odwróconej osmozy, woda do akwarium leci, no ale nie może lecieć w nieskończoność, czas zamknąć zawór, tylko który???

Pierwsze zestawy RO wyglądały jak ten na pierwszym rysunku. Jeśli zostały podłączone do dolewki, a dolewka odcięła wylot wody czystej, to zasilanie było cały czas otwarte. Skoro tak, to woda z zasilania cały czas leciała do ścieku, co powodowało znaczne zużycie wody. Pewnym przełomem było zainstalowanie zaworu (elektrozaworu) odcinającego dopływ wody do membrany (na początku pisałem, że można to zrobić po pierwszym prefiltrze, a najlepiej przed membraną). Takie rozwiązania były nie dość że drogie, to jeszcze awaryjne (zacinanie elektrozaworu). Wymyślono więc, że można użyć do odcięcia zasilania tzw. zawór czterodrożny. Cóż to takiego. Zawór czterodrożny to w sumie połączenie czujnika ciśnienia i zaworu. Wzrost ciśnienia na jednej lini, powoduje zamknięcie drugiej.

Zawór czterodrożny, wygląd. Część dolna – mniejsza, górna – większa. Opisane IN-OUT

Zawór czterodrożny, wygląd. Część dolna – mniejsza, górna – większa. Opisane IN-OUT

1

Schemat podłączenia zaworu czterodrożnego.

Żeby się nie pomylić, warto zapamiętać, że duża część to duże ciśnienie (czyli zasilanie), mała to małe ciśnienie, czyli za membraną RO.

Prześledźmy więc jak to działa. Otwieramy zawór do akwarium, działa membrana, płynie woda, produkowany jest ściek i RO. Automatyczna dolewka, nie ważne pływak czy elektrozawór, zamyka nam obwód podłączony do OUT-3. Membrana dalej pracuje bo przyjmuje wodę płynącą przez IN-1 do OUT-2, ale woda RO nie wypływa, więc w układzie niskiego ciśnienia pomiędzy OUT-3 i IN-4 rośnie ciśnienie. Wraz ze wzrostem ciśnienia, gumowy krążek wbudowany w zawór czterodrożny zaczyna się wyginać w kierunku IN-1/OUT-2, aż w końcu przerywa przepływ z IN-1 do OUT-2, zostaje odcięte zasilanie membrany osmotycznej, woda nie leci ani do ścieku, ani do akwarium. Jeśli otworzymy zawór przy akwarium, ciśnienie pomiędzy OUT-3 i IN-4 spadnie i pojawi się przepływ pomiędzy IN-1 i OUT-2. Kluczem więc do odcięcia zasilania membrany jest utrzymanie ciśnienia za membraną. I tutaj znowu pojawia się zaworek zwrotny w kolanku. Jeśli go tam nie będzie, to po chwilowym odcięciu zasilania membrany, zawór czterodrożny otworzy się ponownie, bo woda z OUT-3 i IN-4 poleci wstecznie do ścieku, spadnie ciśnienie na zaworze czterodrożnym i otworzy się zasilanie membrany.

Jeśli nie mieliśmy zaworu czterodrożnego, a chcemy go dołożyć, należy zawsze zaopatrzyć się w zawór zwrotny, bo najprawdopodobniej go nie ma. Tak czy inaczej, ja polecałbym zawsze założyć zawór zwrotny za membraną.

Ostatnio na NR była dyskusja o poprawności montażu zaworu czterodrożnego. Z punktu widzenia układu ciśnień, przy braku zaworu zwrotnego, zawór czterodrożny zamontowany jak opisałem nie będzie działał. Logicznym więc się wydaje odcięcie drogi ucieczki wody, czyli zamknąć dolewkę, a zawór czterodrożny odetnie ściek. Rzeczywiście, strat wody nie będzie tyle, że membrana będzie cały czas poddana działaniu ciśnienia z instalacji wodnej. Zawór czterodrożny będzie robił za 100% restryktor, więc ciśnienie będzie starało się przepchnąć całą wodę przez membranę, zwłaszcza w sytuacji, kiedy otworzy się dolewka, a zawór czterodrożny na spływie będzie jeszcze zamknięty. Taka sytuacja będzie z całą pewnością niszczyła membranę.

Ciśnienie kluczem do sukcesu.

Pisaliśmy wcześniej o tym, że aby odwrócona osmoza była efektywna, w instalacji wodnej musi być odpowiednie ciśnienie. Jeśli go nie ma, to powstaje kilka problemów.

Przede wszystkim, zmniejsza się produkcja wody RO, ale to nie problem, można poczekać. Niestety ze spadkiem ciśnienia membrana zaczyna przepuszczać więcej zanieczyszczeń. Mało tego, większość elementów (restryktor przepływu, zawór czterodrożny, czy zbiornik zapasowy) są obliczone dla określonego ciśnienia. U mnie, przy ciśnieniu 2bar z instalacji nie zamykał się zawór czterodrożny, TDS na wyjściu z membrany był 80-100, w zbiorniku zapasowym miałem co najwyżej 4litry wody (a powinno być ok. 10 litrów). Zainstalowałem pompę podnoszącą ciśnienie i tu zaskoczenie, bo ona też nie działała jak powinna. Czujnik pracy na sucho cały czas rozłączał prąd zasilający pompę. Miałem system RO z pompą w celach dekoracyjnych. Jak zauważyłem i puknąłem czujnik, to pompa się włączała. W końcu zainstalowałem hydrofor i jestem zadowolony. Ale wróćmy do pompy.

Jak kupujecie pompę, sprawdźcie, czy w zestawie są dwa czujniki ciśnienia. Pompę montuje się przed membraną RO, zgodnie z opisem IN-OUT, a czujnik niskiego ciśnienia (zwykle ma napis LOW) podłączamy do zasilania wody. Można go wpiąć po pierwszym filtrze sedymentacyjnym, albo bezpośrednio przed membraną, ale zawsze przed pompą. Ten czujnik zabezpiecza pompę przed pracą na sucho. Drugi czujnik HIGH wpinamy na wyjściu wody RO, jeśli jest zawór czterodrożny, to za zaworem. Ten czujnik odcina dopływ prądu do pompy, jeśli woda nie musi być produkowana. Innymi słowy czujnik wysokiego ciśnienia rozwiera elektrykę ja czuje wysokie ciśnienie, czujnik niskiego ciśnienia rozwiera elektrykę jak wyczuje niskie ciśnienie. Pompa działa tylko wtedy, kiedy oba czujniki zwierają obwody.

16

Kompletna pompa z czujnikami ciśnienia i zasilaczem.

 

Rozwiązanie opisane powyżej jest najczęściej stosowane. W sprzedaży są też pompy działające trochę inaczej, np. Permeate pump (pompa przesączu), ale nie widzę sensu opisywania, a ciekawych odsyłam do lektury.

Miłym dodatkiem do całego układu może być zestaw płuczący RO, ale nie tak jak pisałem wcześniej.

Jak pewnie zauważyliście, o czym wspominałem przy okazji wstecznego przepływu RO, pierwsza porcja wody zwykle ma wysoki TDS. Aby tego uniknąć można zamontować czasowo sterowany elektrozawór, który np. co 1h puści przez 1min wodę RO do kanalizacji. W ten sposób, w membranie będzie stała zawsze czysta woda z w miarę akceptowalnym TDS.

A skoro już jesteśmy przy TDS. Przez parę lat miałem zwykły „długopis” i nigdy nie zastanawiałem się jaki jest TDS przed DI, do czasu jak przeniosłem akwarium do nowego domu, gdzie przez długi czas borykałem się z niskim ciśnieniem wody. Jedyne co widziałem, to glony, okrzemki, szybko zużywającą się żywicę, ale nie chciało mi się odpinać żywicy, żeby sprawdzić membranę. Pierwszy pomiar mnie „rozłożył” TDS za membraną 180, przy czym w kranie jest 360. Za żywicą było 10, na szczęście, ale obserwując plagi było to dużo za dużo.

Kupiłem TDS dwupunktowy, o taki:

Dwupunktowy (przepływowy) miernik TDS

Dwupunktowy (przepływowy) miernik TDS

Pierwsze pytanie, jakie sobie zadałem, to gdzie umieścić czujniki. OUT wydaje się być bardzo logiczne, na wyjściu wody do akwarium i już. Natomiast IN??? Była to refleksja związana z poprzednim pomiarem „długopisowym”. Pamiętam, że wszyscy montują IN na zasilaniu membrany, ale czy to do końca jest logiczne? Co mnie obchodzi, że mam TDS 360 w kranie, jak wiem że tam jest wysoki i inny nie będzie? Kranówki i tak nie leję do akwarium. Bardziej mnie interesuje, czy zaczyna mi fiksować membrana czy żywica, a tego dowiem się montując IN na wyjściu RO z membrany. Prawda?

Na koniec chciałbym jeszcze pokazać, wg mnie bardzo przydatną rzecz, zwłaszcza do małych akwariów, gdzie do podmianki nie potrzeba dużo wody.

18

Przydatnym rozwiązaniem jest filtr odwróconej osmozy rozbudowany o zbiornik magazynujący zebraną wodę RODi

Sam stosowałem to rozwiązanie od początku i teraz też mam. Zbiornik ciśnieniowy do gromadzenia wody. Rozmiary są różne, nawet 75 litrów. Zbiornik taki wpina się trójnikiem w dren RO. Kiedy dolewka jest zamknięta, woda produkowana jest do zbiornika. Po napełnieniu zbiornika produkcja wody się kończy (zawór czterodrożny). I tutaj też bardzo istotny jest zawór zwrotny za membraną. W przeciwnym wypadku wyprodukowana woda poleci zwrotnie do ścieku.

Na zakończenie chcemy pokazać Wam typowe schematy zestawów RO, z jakimi możecie się spotkać.

19

Schemat połączeń typowego zestawu bez zbiornika ciśnieniowego i zaworu czterodrożnego. Należy zwrócić uwagę, że po zamknięciu elektrozaworu uruchamiającego dolewkę, czujnik niskiego ciśnienia wyłączy pompę.

 

 

20

Typowy układ z zaworem czterodrożnym i zbiornikiem zapasowym.

Typowy filtr odwróconej osmoz z zaworem czterodrożnym i zbiornikiem zapasowym. Tutaj zamknięcie zaworu dolewki powoduje wzrost ciśnienia w zaworze czterodrożnym i czujniku wysokiego ciśnienia. Zawór czterodrożny przerwie dostawę wody do membrany, a czujnik wysokiego ciśnienia wyłączy pompę. W tym układzie czujnik niskiego ciśnienia pełni rolę zabezpieczenia pompy w sytuacji kiedy wystąpi przerwa w dostawie wody, a otworzy się zawór dolewki. Na rysunku został zaznaczony zaworek zwrotny w kolanku, o którym wspominałem wcześniej, a którego obecność jest warunkiem prawidłowego działania układu.

Jeszcze jedna uwaga. Do naszych akwarystycznych celów po membranie osmotycznej powinna być tylko i wyłączenie żywica. Wszystkie dodatkowe filtry należy odłączyć. Żywica może być zamontowana jak na rysunku, czyli za zbiornikiem ciśnieniowym, lub przed nim (przed trójnikiem) co wydaje się być lepszą opcją, gdyż przepływ przez żywicę będzie wolniejszy.

I to wszystko. Mam nadzieję, że rozwiałem parę wątpliwości i pomogłem zrozumieć istotę działania i budowę zestawów RO, zwłaszcza w zakresie ostatnio poruszanych tematów.

Pozdrawiam. Piotrek.

http://www.eszkola-wielkopolska.pl/eszkola/projekty/liceum-wrzesnia/h2o_bez_tajemnic/woda-w-biologii/osmoza/

http://www.hydropure.com.pl/dlaczego_osmoza.php?site=osmoza_r7

http://twojawoda.com.pl/woda_tech_RO

http://www.h2om.pl/pl/81/jak-dziala-osmoza

http://www.theaquariumsolution.com/installing-d-d-reverse-osmosis-unit

http://www.thefilterguys.biz/ro_di_add-ons.htm

http://www.purewateroccasional.net/hwpermeatepump.html

O Autorze Wszystkie posty

Piotr Staniewski

Piotr Staniewski

KomentarzeSkomentuj

  • Posiadam filtr ze zbiornikiem zapasowy. Moje pytanie czy zbiornik należy co jakiś czas czyści, oraz jakie powinno być ciśnienie zbiornika

    • Witam,
      Jeśli produkowana i zbierana woda ma rzeczywiście TDS 000 to nie bardzo co ma się tam brudzić, wiec i czyścic nie ma co. Są w handlu preparaty do odkażania filtrów RODi, ale to tyczy się raczej części przed membraną. W kazdym razie w nieoświetlonym zbiorniku z czystą wodą RODi nic się nie utrzyma. Co do ciśnienia, to technicznie rzecz biorąc maksymalne ciśnienie będzie takie jak ciśnienie przed membraną. W praktyce, będzie ono mniejsze ponieważ, jeśli ciśnienie przed i po membranie zacznie się wyrównywać to zawór czworonożny odłączy przepływ i ciśnienie dalej nie będzie rosło.

  • Leszku, dodam jeszcze i myślę, że o to Ci chodziło, że ciśnienie powietrza w pustym zbiorniku powinno być 0.4 do 0.6atm (5-7 psi). W większości zbiorników można powietrze dopompować zwykłą pompką samochodową. Zasada jest taka, że im większe cisnienie powietrza w pustym zbiorniku, tym mniej wody zbiornik pomieści, ale będzię mógł podnieść wodę wyżej, np. na następne piętro. W stanie równowagi, czyli przy pełnym zbiorniku, ciśnienie powietrza, ciśnienie RO i ciśnienie zasilające są prawie takie same. Cisnienie zasilające zawsze będzie trochę większe z powodu dzialania zaworu czterodrożnego, który odcina zasilanie w momencie “prawie” wyrównania ciśnień RO i zasilającego.

  • Super artykuł. Czy pompa przypadkiem nie powinna być wpięta przed drugim filtrem sedymentacyjnym dla ochrony membrany?

    • Instrukcje do pomp pokazują, że pompa powinna być chroniona prefiltrem. Wpadające do pompy zanieczyszczenia mogą uszkodzić membranę (nie mylić z membraną RO) i/lub system zastawkowy pompy, dlatego: najpierw filtr, potem pompa.
      W klasycznych zestawach RO nie ma możliwości rozpięcia prefiltrów, więc pompę montuje się po prefiltrach, czyli przed membraną RO, co ma dodatkowe zalety. Prefiltry polipropylenowe powoduą spadek ciśnienia ok. 0,2atm, piankowe nawet do 0,4atm, czyli przy 2 wkładach możemy się liczyć ze spadkiem ciśnienia nawet ponad 0,5atm, a co jak filtr jeszcze się zabrudzi??? Pompa zamontowana po prefiltrach przekazuje całe wyprodukowane ciśnienie bezpośrednio na membranę RO, bez żadnych strat.
      Całość zestawu chronią prefiltry, a urwanie się czegokolwiek z pompy i zepsucie membrany RO jest raczej mało prawdopodobne.
      Jedyne przed czym mogłby chronić prefiltr, to pulsacyjne ciśnienie podawane przez pompę. W pewym sensie tłumiłby drgania wody wzbudzane przez pompę, ale czy te drgania mają jakiś znaczący wpływ na membranę? Wątpię. Tym bardziej, że ciecze są raczej nieściśliwe, więc jakieś drgania zawsze się przeniosą, niezależnie od pozycji pompy w zestawie.

      • Właśnie te “uderzenia” ciśnienia z pompy na membranę miałem na myśli. Jestem w sumie w kropce bo jedni fachowcy od RO zalecają filtr po pompie a inni niekoniecznie i bądź tu mądry kogo słuchać :o(

        • U mnie pompa działa od samego początku po filtrach ale przed membraną. Manometr nie pokazuje uderzenia ciśnienia, a płynny wzrost z 2 na 8 bar w ciągu 2-4 sekund. Moja pompa powinna działać na 24V ale była zbyt silna i ostatecznie zasilam ją 12V

  • Zainstalowałem dzisiaj sprzęt. W instrukcji pompy jest pod rygorem utraty gwarancji zalecany montaż między prefiltrami, więc tak to zrobiłem. Zamieniłem tylko miejscami węglowy i 1 µ, węglowy w środku a 1 µ jako ostatni. Pompa jest bezpośrednio między 5 µ a węglowym oczywiście z czujnikiem niskiego ciśnienia, a czujnik wysokiego ciśnienia na wylocie czystej wody.

  • Poprzedni artykuł był dobry, według tego podłączyłem RO i efekt przeszedł moje najśmielsze oczekiwania: 20l niecała godzina, DTS po membranie 001.

    Panowie gratuluję.

    Nie daje mi jednak spokoju ogranicznik przepływu mam zamontowany fabrycznie 450 do membrany 100, według tabeli rekomendowanych ograniczników to prawie o połowę mniejszy. Możecie rozwinąć temat.

    A i najważniejsze, jeżeli ktoś się zastanawia jak podłączyć RO to polecam schemat z zaworem czterodrożnym i zbiornikiem zapasowym, u siebie zbiornik pominąłem.

  • Jeśli mowa o ograniczniku przepływu, musisz zrozumieć pojęcie ciśnienia. Otóż, ciśnienie jest to nacisk, siła (wyrażona w Newtonach) na powierzchnię (m2). Żeby nie było łatwo, to w przypadku “rurologii” rozróżnia się dwa ciśnienia – statyczne i dynamiczne. W ich nazwie zawarte jest wszystko co trzeba wiedzieć, ale wyjaśniam – statyczne ciśnienie jest wtedy, gdy woda w rurociągu nie płynie, czyli teoretycznie powinno być to ciśnienie jakie “produkują” wodociągi i to ciśnienie jest niezależne od przeszkód jakie spotka na swojej drodze np. zwężki, zawory itp. (woda nie płynie, więc słup wody prze do przodu ze stałą siłą, no chyba że spotyka górki i dołki – piętra).
    O ciśnieniu dynamicznym mówimy wtedy, kiedy w instalacji istnieje upływ wody, więc pomijając szczególne sytuacje, w przypadku napotkania przeszkody (zwężki), ciśnienie za zwężką będzie zawsze mniejsze niż przed. Ale do rzeczy.
    Membrana RO działa jak sito, przez które woda przeciskana jest pod jakimś ciśnieniem, a “brudy” lecą przez ogranicznik do ścieku.
    W przypadku filtra RO, ogranicznik przepływu jest właśnie zwężką, która ma “zostawić” część ciśnienia na membranie RO. Czyli im więcej ml/min (cc/min) ogranicznik przepuszcza, tym mniej ciśnienia zostaje na membranie. Jeśli zdejmiemy całkowicie ogranicznik, ciśnienie na membranie będzie ZERO i woda RO się nie wytworzy.
    Jeśli zastosujemy “zbyt szeroki” restryktor, nie wykorzystamy całej możliwości membrany, zamiast 100GPD będziemy mieli 50GPD, jeśli użyjemy “zbyt wąski” ciśnienie na membranie może być tak duże, że “przepchnie” to czego nie chcemy, a nawet może zniszczyć membranę (ale wody “RO” będzie produkowana szybciej niż powinna ;-) )
    Zaleca się też, aby zmieniając membranę, nawet na tą samą wydajność, zmienić jednoczasowo ogranicznik ścieku.
    U mnie, przy zakupie zestawu 100GPD był ogranicznik 550ml/min i tak stosuję.
    Dobór ogranicznika w sumie zależy od użytkownika, tak aby stosunek ścieku do RO był w granicach 1:1 do 3,5:1.
    Aby przeliczyć cc/ml na GPD, trzeba pomnożyć cc/ml przez 0,38
    Tutaj jest opis:
    http://www.purewaterproducts.com/articles/flow-restrictors

  • Świetny artykuł jednak chciałbym uporządkować moje myśli dt mojego filtra. Mam na stałe w sieci filtry narurowe 25um i węglowy. Taka woda u mnie płynie z kranu. Wykorzystałem ten fakt i w moim filtrze dlatego mój filtr RO zaczyna się 1um, następnie membrana i żywica. Nie planuję automatycznej dolewki i jedyne co mnie interesuje to zbieranie wody RO+DI do jakiejś beczki z której będę pobierał do ręcznego dolewania i podmian. Chciałbym w pojemniku (10″ z wkładem na żywicę) zamontować na wyjściu zaworek który będzie otwierał i zamykał strumień wody do podmian. Z tego co zrozumiałem (i tu potrzebuję ewentualnej poprawki) gdy zamknę wylot wody czystej z membrany nie zablokuję przepływu wody gdyż woda dalej będzie leciała ściekiem membrany? Rozwiązaniem jest zatem zawór odcinający zasilanie membrany? Wtedy ciśnienie jest przed zaworem, otwierając zawór zasilam membranę. Na wyjściach z membrany (ro i ściek) wkręcam kolanko z zaworkiem przeciwzwrotnym aby woda się nie cofała.

    Poprawcie mnie jeżeli coś mieszam na tym etapie ponieważ jest drugie dno :)

    druga sprawa jest taka że chciałbym żywotność membrany wykorzystać również do produkcji wody pitnej i używając trójnika chciałbym zasilić filtr mineralizujący ( z uwzględnieniem wcześniej liniowego węgla szlifującego jeżeli jest taka potrzeba)

    Zależało by mi na tym żebym mógł podejść do filtra odkręcić zaworek i napełnić sobie beczkę do podmiany lub żeby napełnić sobie butelkę wody do picia. Jak to zrobić?

  • Pytanie, Jak często i na jak długo powinienem ustawić programator na bypasie ogranicznika przepływu? W sensie jak często mam płukać membranę i jak długo…

    Układ mam mniej więcej taki jak na głównym schemacie tyle, że bez pompy ciśnieniowej a zamiast zbiorniczka mam 100L akwa do podmiany z założnym odcięciem…

    • Ja robie to ręcznie co jakieś 100-150L. Po prostu zdejmuję ogranicznik z rurki ściekowej i pozwalam wodzie płynąć przez 30 sekund. Przez pierwsze parę sekund leci wyraźnie brudna. Potem już klarowna.

  • Proszę o pomoc.
    Jestem na etapie instalacji wodnej w domu.
    Akwarium będzie w salonie, do kotłowni(główny zawór wody) mam w linii prostej 8m.
    Obecnie przygotowałem pod akwarium kanalizację+woda zimna użytkowa(ta sama co na cały dom).
    Jak rozwiązać cały system wody w domu gdy w kotłowni będę miał zestaw filtrów mechanicznych na cały dom+zmiękczacz.

    Zimna wodą którą podprowadziłem pod akwarium będzie po filtrach w kotłowni i zmiękczaczu, po nich daję RO/DI i dolewka sama doleje do sumpa, odrzut poleci do przygotowanej kanalizacji.
    Czy takie rozwiązanie będzie dobre?

    Druga opcja, wymagała by przerobienia instalacji- nie korzystam z przyłącza pod akwarium a RO/DI przenoszę do kotłowni zaraz przy filtrach mechanicznych i zmiękczaczu a prowadzę jedynie rurę do sumpa w salonie już z gotową wodą do dolewki.

    Proszę o wskazówki puki się to jeszcze da przerobić.

    • Rozumiem, że po żywicy zmiękczającej będzie rozdzielacz na wodę używana w domu oraz na RODi i akwarium?
      Ogólnie rzecz biorąc to nie widzę problemu z dolewką. Filtr RODi bez problemu podniesie wode na 8 metrów (choć pewnie to jest około 3m w realu o ile kotlownia jest w piwnicy). Sugerowałbym rozwiązanie ze zbiornikiem magazynującym, żeby braki w akwarium były szybko uzupełniane. Potrzebny będzie też czujnik poziomu z zabezpieczeniem. Plan instalacji z zaworem czterodrożnym jest opisany w tekście.

  • Witam
    Mam pytanie odnośnie wody RO
    A więc woda ro- TDS 000 No3 0
    po 7 dniach woda ro-TDS 480 No3 10
    Dlaczego tak się dzieje

    • Witam,
      Na parametry wody RODi ma wpływ wiele czynników. Po pierwsze, woda RODi jest bardzo czysta, przez co szybko łapie wszelkiego rodzaju “zanieczyszczenia”. Zgodnie z Prawem Henry’ego, w wodzie rozpuszczają się gazy. O ile azot nie ma znaczenia o tyle już CO2 tak. Wpływa to na TDS wody RODi oraz jej pH. Twoje wyniki po tygodniu są rzeczywiście dziwne. Niestety trudno mi wytłumaczyć to inaczej niż zanieczyszczeniami, które dostały się do wody po jej zebraniu. Jeśli nie z powietrza, to może z brudnego naczynia. W normalnych warunkach nie ma szans, żeby woda RODi pobrała azotany z powietrza, no chyba że masz w powietrzu sporo tlenków azotu. Zakładam też, że test na azotany masz wiarygodny.

  • Odrobinę zamieszałem.
    Obecnie ma tak instalacje:

    Zawór główny wody w kotłowni, po nim 3 filtry mechaniczne sznurkowe, po nich zmiękczacz(ta maszyna na kostki z solą żeby nie było kamienia na armaturze).

    Wodę po wymienionych urządzeniach podprowadziłem pod akwarium w salonie(nie mam oddzielnej nitki tylko tą samą wodę co na cały dom) tam chciałem dać RO/DI żeby mnieć wszystko w szafce w jednym miejscu.

    Moje pytanie jest takie czy filtry i zmiękczacz w kotłowni mają negatywny wpływ na wodę którą będę przepuszczał przez RO/DI pod akwarium, czy nie powinienem dla wody do akwarium pominąć zmiękczacza w kotłowni?

    Chyba że macie jeszcze jakiś inny pomysł na zorganizowanie tego?

  • W rysunkach jest jakiś błąd. Opis podłączenia zaworu czterodrożnego nie zgadza się ze schematem z rysunku “Typowy układ z zaworem czterodrożnym i zbiornikiem zapasowym”. Części mała i duża zaworu są podłączone na obu rysunkach inaczej. Jak powinno być prawidłowo?

    • Opis (i zdjęcie) zaworu czwórdrożnego zakłada, że wejścia IN1 i IN4 znajdują się po prawej stronie. Jednak na rysunku całej instalacji jest on obrócony o 180 stopni i wejścia IN1 i IN4 znajdują się po lewej stronie. Jeśli podłączysz zawór zgodnie z opisem wejść IN i OUT nie ma znaczenia w jakiej pozycji będzie sam zawór. Pozdrawiam

  • Jednak Irek says: ma rację wyjście z prefiltrów na rysunku zaworu podłączone jest do dużej części zaworu a na rysunku “Typowy układ z zaworem czterodrożnym i zbiornikiem zapasowym” do małej części zaworu. Zgodnie z tym co napisał autor “warto zapamiętać, że duża część to duże ciśnienie (czyli zasilanie), mała to małe ciśnienie, czyli za membraną RO”. To jak jest prawidłowo ?

    • Witam,
      Porównaj schemat zaworu z jego zdjęciem na górze tekstu. Część większa zaworu jest na górze na schemacie (tak jak na zdjęciu), czyli wyższe ciśnienie (z prefiltrów) idzie na górną część, a więc zgodnie z opisem. Na schemacie zawór jest obrócony o 180 stopni w stosunku do zdjęcia, czyli wejścia są po lewej a wyjścia po prawej.

  • Tak wejścia są po lewej ale zawór odwrócony jest też względem osi poziomej i teraz wyższa część zaworu jest na dole a wejście z prefiltrów (wysokie ciśnienie) jest podłączone do niższej części. Moim zdaniem wystarczy wężyki (po obu stronach zaworu) zamienić miejscami i wtedy dostaniemy prawidłowe połączenie. Zawór jest sterowany przez tą niższą część (tam gdzie są śruby) ale odcięcie przepływu wody następuje w tej wyższej części. W układzie który jest na rysunku “Typowy układ z zaworem czterodrożnym i zbiornikiem zapasowym.” zawór będzie się maksymalnie otwierał w momencie zamknięcia elektrozaworu dolewki (po napełnieniu zbiornika magazynującego). Bartku moja polemika wynika wyłącznie z chęci poznania prawidłowego podłączenia osmozy i jej poprawnej pracy. Pozdrawiam.

Zostaw komentarz...

Twój email nie będzie widoczny dla innych. Pola oznaczone gwiazdką są wymagane.