Zawór zwrotny w systemie odwróconej osmozy: Działanie i znaczenie
- Szczegóły
Filtry odwróconej osmozy budzą wiele pytań, często wynikających z niezrozumienia mechanizmu ich działania. Celem tego artykułu jest wyjaśnienie działania całego systemu oraz dodatkowego osprzętu, który pojawia się w różnych konfiguracjach zestawów.
Podstawy odwróconej osmozy
Sercem układu jest membrana RO, która odpowiada za najważniejszą część filtracji. Nawet bez prefiltrów membrana nadal spełnia swoją rolę i produkuje wodę RO dobrej jakości. Prefiltry przedłużają żywotność membrany, ale nie wpływają na jakość produkowanej wody.
W sprzedaży dostępne są zestawy z jednym lub dwoma prefiltrami, zawsze zawierające filtr węglowy. W przypadku dwóch prefiltrów spotyka się różne układy - sedymentacyjny i węglowy. Pierwszy prefiltr, zwykle sedymentacyjny, wyłapuje grube zanieczyszczenia z instalacji wodnej. Za nim można montować dodatkowy osprzęt, taki jak pompa podnosząca ciśnienie lub zawór czterodrożny. Filtr sedymentacyjny 1um, montowany za węglem, zabezpiecza membranę przed tym, co przedostało się przez filtr 5um i węgiel, a także wyłapuje drobinki węgla.
Taki układ prefiltrów zapewnia odpowiednie zabezpieczenie membrany osmotycznej przed zapchaniem mikroporów i minimalizuje spadek przepływu występujący na zapychających się prefiltrach. Właściwe prefiltry umieszczone są w obudowach, które wymuszają przepływ wody w określony sposób. Woda zasilająca dostaje się na zewnątrz filtra, przeciskana jest przez filtr i dostaje się do środka, skąd podawana jest na kolejne prefiltry.
Membrana RO i zasada działania
Cała zasada działania zawarta jest w nazwie „odwrócona osmoza”. Osmoza to dyfuzja rozpuszczalnika przez błonę półprzepuszczalną rozdzielającą dwa roztwory o różnym stężeniu. Roztwór, z którego ubywa rozpuszczalnika, nazywa się hipotonicznym, a ten, w którym przybywa - hipertonicznym.
Przeczytaj także: Sterowniki i usterki ASUS K52J
Przenikanie wody przez membranę powoduje ubytek wody czystej i przybycie brudnej. W wyniku wyrównywania stężeń, ciśnień osmotycznych po obu stronach membrany, rośnie poziom wody po jednej ze stron, tworząc ciśnienie hydrostatyczne. Ciśnienie to ogranicza osmozę, powodując, że nie „wyciągnie” całej czystej wody.
W takim układzie dochodzi do wyrównania ciśnień, a nie stężeń po obu stronach membrany osmotycznej. Ciśnienie osmotyczne działające w kierunku wody brudnej równoważone jest przez ciśnienie hydrostatyczne działające w kierunku wody czystej. Naciskając wodę po stronie „woda mniej zanieczyszczona”, można odwrócić proces i „wycisnąć” wodę czystą, niemalże jak przez sito. Istotą działania membrany osmotycznej jest ciśnienie w wodociągu.
Woda dostająca się pomiędzy membranę RO a separator zasilania jest przeciskana przez membranę, płynie spiralnie dookoła rurki, aż dojdzie do początku kartki (wpuszczonego w rurkę), a dalej z rurki do akwarium.
Zawór zwrotny: Kluczowy element systemu RO
Woda przez membranę może przepływać w obie strony. Gdy odetniemy zasilanie, woda czysta zostanie wyssana do wody brudnej, popłynie spiralnie wstecznie, przedostanie się przez membranę osmotyczną i trafi do wody odrzuconej. Zanieczyszczenia, które przedostały się na czystą stronę, zostaną zagęszczone. Dlatego TDS pierwszej porcji wody z nieużywanego filtra jest wysoki.
W większości zestawów, tam gdzie wylatuje woda czysta, montowany jest zawór zwrotny. Zapewnia on, że jeśli dojdzie do wstecznego wypływu wody do ścieku, 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.
Przeczytaj także: Zastosowanie wężyków do filtra osmozy
Wsteczny przepływ wody niszczy membranę, dlatego zaleca się w każdym systemie założenie kolanka z zaworem zwrotnym.
Zawór zwrotny w systemie odwróconej osmozy pełni kluczową rolę w zapobieganiu powrotowi oczyszczonej wody do membrany osmotycznej. Prawidłowa instalacja tego zaworu jest niezbędna do optymalnego działania systemu. Zawór zwrotny powinien być zamontowany bezpośrednio po membranie osmotycznej, przed zbiornikiem ciśnieniowym. Należy upewnić się, że strzałka lub inny wskaźnik na zaworze wskazuje kierunek przepływu wody. Po zainstalowaniu zaworu zwrotnego przeprowadź test działania systemu. Napełnij system wodą i obserwuj, czy woda nie cofa się w kierunku membrany osmotycznej. Regularnie sprawdzaj stan zaworu zwrotnego.
Ogranicznik ścieku
Do produkcji wody RO potrzebne jest ciśnienie. Aby zwiększyć ciśnienie, stosuje się ograniczniki ścieku, zwane restryktorami. Im większa wartość ogranicznika, tym większy przepływ, a co za tym idzie, mniejsze ciśnienie działające na membranę i mniej produkowanej wody RO. Przy instalacji nowych filtrów zaleca się płukanie, zdejmując ogranicznik ścieku.
Czasem stosuje się rozwiązania elektroniczne, które co jakiś czas robią By-Pass ogranicznika, albo po otwarciu dolewki na chwilę się otwierają i płuczą automatycznie membranę.
Zawór czterodrożny
Pierwsze zestawy RO, podłączone do dolewki, powodowały znaczne zużycie wody, gdy dolewka odcięła wylot wody czystej. Rozwiązaniem było zainstalowanie elektrozaworu odcinającego dopływ wody do membrany. Alternatywą jest zawór czterodrożny, będący połączeniem czujnika ciśnienia i zaworu.
Przeczytaj także: Odwrócona osmoza: Twój przewodnik
Otwierając zawór do akwarium, membrana pracuje, produkując wodę i ściek. Automatyczna dolewka zamyka obwód podłączony do OUT-3. Membrana dalej pracuje, ale woda RO nie wypływa, więc w układzie niskiego ciśnienia pomiędzy OUT-3 i IN-4 rośnie ciśnienie. Gumowy krążek w zaworze czterodrożnym zaczyna się wyginać, przerywając przepływ z IN-1 do OUT-2, odcinając zasilanie membrany osmotycznej. Kluczem do odcięcia zasilania membrany jest utrzymanie ciśnienia za membraną.
Jeśli nie mamy zaworu czterodrożnego, a chcemy go dołożyć, należy zaopatrzyć się w zawór zwrotny. Z punktu widzenia układu ciśnień, przy braku zaworu zwrotnego, zawór czterodrożny zamontowany nie będzie działał. Zawór czterodrożny będzie robił za 100% restryktor, więc ciśnienie będzie starało się przepchnąć całą wodę przez membranę.
Pompa podnosząca ciśnienie
Przy niskim ciśnieniu w instalacji wodnej zmniejsza się produkcja wody RO, a membrana przepuszcza więcej zanieczyszczeń. Elementy takie jak restryktor przepływu, zawór czterodrożny czy zbiornik zapasowy są obliczone dla określonego ciśnienia. W takim przypadku warto zainstalować pompę podnoszącą ciśnienie.
Montując pompę, należy sprawdzić, czy w zestawie są dwa czujniki ciśnienia. Pompę montuje się przed membraną RO, a czujnik niskiego ciśnienia (LOW) podłącza się do zasilania wody, zabezpieczając pompę przed pracą na sucho. Czujnik wysokiego ciśnienia (HIGH) wpinamy na wyjściu wody RO, za zaworem czterodrożnym. Czujnik wysokiego ciśnienia rozwiera elektrykę, gdy czuje wysokie ciśnienie, a czujnik niskiego ciśnienia rozwiera elektrykę, gdy wyczuje niskie ciśnienie.
Pierwsza porcja wody zwykle ma wysoki TDS. Aby tego uniknąć, można zamontować czasowo sterowany elektrozawór, który co 1h puści przez 1min wodę RO do kanalizacji.
Monitorowanie TDS
Warto monitorować TDS wody przed i za membraną, aby ocenić jej sprawność. Bardziej istotne jest monitorowanie TDS na wyjściu RO z membrany, aby sprawdzić, czy membrana lub żywica zaczyna fiksować.
Dodatkowe informacje
Kompletując zestaw niezbędnych elementów do montażu pompy głębinowej, należy zwrócić uwagę na to, czy nie brakuje w nim zaworu zwrotnego. Jest to na tyle tani element instalacji, że naprawdę nie warto szukać tutaj oszczędności. Zawory odpowiadają za zamykanie odrzutu wody do kanalizacji po napełnieniu zbiornika wody.
Reefguard zaleca także zastosowanie systemu RO Zawór Antyzalaniowy 3 krotny do filtra RO chroniący przed zalaniem. Zawór automatycznie odcina dopływ wody do urządzenia gdy na powierzchni na której jest zamontowany pojawi się woda.
Tabela podsumowująca kluczowe elementy i ich funkcje
| Element | Funkcja |
|---|---|
| Membrana RO | Główna filtracja wody |
| Prefiltry | Ochrona membrany, wydłużenie jej żywotności |
| Zawór zwrotny | Zapobieganie cofaniu się wody, ochrona membrany |
| Ogranicznik ścieku (Restryktor) | Kontrola ciśnienia, optymalizacja produkcji wody RO |
| Zawór czterodrożny | Automatyczne odcinanie dopływu wody |
| Pompa podnosząca ciśnienie | Zwiększenie ciśnienia w instalacji, poprawa wydajności |
| Czujniki ciśnienia (LOW, HIGH) | Ochrona pompy przed pracą na sucho i nadmiernym ciśnieniem |
tags: #odwrocona #osmoza #zawor #zwrotny #działanie
