Свойства воды после очистки обратным осмосом

Применение обратноосмотических установок на производственных предприятиях и инфраструктурных объектах позволяет сделать воду пригодной для хозяйственных и бытовых нужд. Это достигается путем изменения ряда физических и химических свойств. 

Однако что именно меняется — понятно далеко не всегда. Ситуация усугубляется еще и тем, что русскоязычные источники редко приводят какие-то подробности, ограничиваясь общими словами. К тому же, российские ученые пока не провели всеобъемлющего исследования свойств воды.

Зато это сделали израильские ученые во главе с Ашрафом Аль-Ашшабом из Научного центра Мертвого моря и Аравы. В 2017 они провели тщательное изучение свойств воды и опубликовали его результаты в журнале «Biofouling». Чуть ранее подобное исследование обратного осмоса было проведено в Азиатском институте технологий (Бангкок, Таиланд). 

В целом, выводы этих исследований подходят для всех установок обратного осмоса, поскольку принципиальная конструкция в большинстве случаев та же, что использовалась учеными. Поэтому мы рассмотрим оба этих исследования, сравним их результаты и разберемся, какая же вода получается после очистки обратным осмосом.

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Чистоту воды можно определить по ее электропроводности. Дело в том, что сама по себе вода слабо проводит электричество, однако если в ней появляются растворенные вещества, то токопроводимость заметно увеличивается. Это свойство используется, кстати, как раз для оценки чистоты жидкости: чем больше электропроводность, тем больше примесей.

Согласно результатам исследования ученых, удельная электропроводность после одного цикла очистки снижается с 11720 до 510 мкСм/см, или почти в 23 раза. Именно на эту величину уменьшилась концентрация примесей в воде — причем это касается не только твердых примесей, но и растворенных газов. Есть все основания полагать, что большая часть этой проводимости воды после обратного осмоса приходится на кислород, углекислый газ и другие низкомолекулярные вещества.

Еще один показатель — жесткость воды, которая выражается в содержании карбоната кальция в растворе. Исследователи поставили достаточно жесткие условия: в исходной жидкости было растворено почти 5 г CaCO3 на литр (вода считается жесткой уже при 180 мг). После однократной очистки концентрация снизилась до 60 мг/л — это соответствует установленным ВОЗ требованиям по мягкости.

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Одним из ключевых параметров для питьевой и хозяйственной воды считается общая минерализация (в оригинальном исследовании обозначена аббревиатурой TDS — Total dissolved solids). Этот показатель соответствует содержанию различных твердых примесей в растворе. К ним относятся, например, соединения мягких щелочных металлов — калия, кальция, магния и натрия. 

Специалисты Азиатского института для проведения испытаний использовали воду с минерализацией, равной 9,88 мг/л. После очистки этот показатель снизился в 38 раз — до 0,26 мг/л.

Еще один важный критерий — химическое потребление кислорода, который окисляет органические вещества при контакте. ХПК косвенно указывает на степень биологического загрязнения жидкости. 

Чтобы получить примерное представление о порядке величин, которые будут рассматриваться ниже, можно взглянуть в Постановление Главного государственного санитарного врача РФ, которое вышло в 2021 году. В нем указано предельное значение ХПК для питьевой воды в централизованных системах — оно составляет 15,0 мг/л.

Согласно результатам измерений, перед подачей воды в систему очистки (без предварительной дезинфекции) химическое потребление кислорода составляло 10,926 мг/л, а после прохождения через мембрану — 0,792 мг/л. То есть, показатели воды после обратного осмоса улучшились более, чем в 13 раз. Этот результат позволяет значительно уменьшить риск развития микроорганизмов в пермеате. Использование средств предварительной дезинфекции воды (например, ультрафиолетовых ламп) позволяет свести эту вероятность к минимуму.

СОСТАВ ПРИМЕСЕЙ

Израильские ученые сделали упор на изучении примесей в очищенной обратным осмосом воды. Методика испытаний подразумевала анализ состава жидкости до и после однократного прохождения через мембрану без предварительной очистки. 

  • Хлор (Cl) — с 52,5 до 5,0 мг/л;
  • Натрий (Na) — с 53,9 до 0 мг/л;
  • Калий (K) — с 1,1 до 0,3 мг/л;
  • Кальций (Ca) — с 25,6 до 0 мг/л;
  • Магний (Mg) — с 3,9 до 0 мг/л.

Как мы можем видеть, три из пяти веществ были полностью удалены из воды, а еще у двух в разы снизилась концентрация. 

На общем фоне выделяется довольно большое содержание хлора в фильтрате. Однако, это довольно легко объяснить: при нормальных условиях он представляет собой газ, который относительно легко проходит через полупроницаемую мембрану. Чтобы снизить его концентрацию в пермеате, а также повысить общую эффективность работы установки обратного осмоса, рекомендуется оснастить ее дополнительными средствами очистки — фильтрами грубой и тонкой очистки, а также ультрафиолетовыми лампами — для предупреждения биозагрязнения. 

Как уже было сказано ранее, эти результаты этих исследований в той или иной степени применимы ко всем установкам обратного осмоса. К таковым относятся и модели из серии ПВО производства НПЦ «ПромВодОчистка».