Дистилляция и обратный осмос? В чем различие?

Главная страница - Статьи

Проблема качества питьевой воды и ее очистки - одна из самых актуальных общечеловеческих проблем XXI века. Это проблема социальная, политическая, географическая, медицинская, инженерная и экономическая.

Жизненная потребность в чистой питьевой воде - вне зависимости от места нахождения человека - заставляет человечество постоянно искать различные способы очистки воды и, используя их, получать такую воду и в пустыне, и в океане, и в космосе. И сегодня получение высококачественной питьевой воды просто невозможно без специальных методов и специального оборудования для очистки воды.

Предлагаю познакомиться с двумя методами очистки воды – дистилляцией и обратным осмосом и сравнить их и полученную этими методами питьевую воду.

Дистилляция (ректификация, перегонка) воды - процесс нагревания воды с последующим охлаждением и конденсацией паров с целью получения более чистой, рафинированной воды.

Метод дистилляции в мировой практике признается наиболее эффективным методом очистки воды. Современные дистилляторы удаляют из воды до 99,9% содержащихся в ней примесей. Но системе водоподготовки, основанной на дистилляции, в подавляющем большинстве случаев должно предшествовать удаление органики (с этим хорошо справляются, например, фильтры из активированного угля) и умягчение воды (ионный обмен, обратный осмос или реагентный способ). Достаточно часто отмечаются проблемы вкуса и запаха дистиллированной воды, что снижает потребительские качества такой воды.

Процесс дистилляции в промышленных установках аналогичен естественному процессу кругооборота воды в природе (испарение, конденсация, осадки). При испарении природная вода освобождается от примесей.

В дистиллированной воде нет микроорганизмов, они погибают при длительном кипячении воды в дистилляторе; нет тяжелых металлов и их солей, радионуклидов, органических и неорганических соединений и взвесей,  т.к. водяной пар, будучи легче любых примесей, поднимается вверх, а все остальные компоненты воды выпадают в осадок; нет пирогенных веществ, повышающих температуру тела человека, что особенно важно при использовании дистиллята для изготовления лекарств.

Но при дистилляции удаляются и минеральные вещества. Являются ли минеральные вещества, содержащиеся в воде, полезными или бесполезными – предмет периодически возобновляющихся споров, хотя уже несколько десятилетий в странах Европейского Союза в обязательном государственном порядке внедрена и действует Директива по воде, предназначенной для употребления людьми. В этой Директиве четко указано, что «в случае употребления людьми умягченной воды (т.е. воды, из которой удалены какие-либо растворенные вещества – прим. автора), фиксированные значения параметров (в т.ч. и содержание некоторых минералов) должны равняться или превышать соответствующие минимально допустимые концентрации». Т.е. всему Европейскому Союзу предписано пить отнюдь не дистиллированную воду! И такие строгие требования к воде явно не в пользу дистиллята принимались не по результатам дискуссий или споров, а на основании мировых научных исследований и вытекающих из них рекомендаций ВОЗ (Всемирной организации здравоохранения).

Теперь рассмотрим обратный осмос как метод очистки воды.
Этот метод пришел к нам из истории мореплавания, где его впервые применили для опреснения морской воды. Это один из наиболее продуктивных методов, позволяющий ежедневно производить в мире сотни тысяч тонн питьевой воды.

Сначала - об осмосе, о котором как о способе обмена веществ мы знаем еще со школьной скамьи. Например, благодаря осмосу в каждую клетку организма поступают питательные вещества и из нее же выводятся шлаки, т.е. осуществляется процесс жизнедеятельности. В основе осмоса лежит принцип избирательного пропускания молекул и ионов определенных размеров через полупроницаемую мембрану при условии разделения этой мембраной двух солевых растворов разных концентраций. Например, через мембрану проникают молекулы воды, а молекулы растворенных в ней солей – нет. Благодаря разнице концентраций солевых растворов по обе стороны мембраны, молекулы воды будут перемещаться из низкоконцентрированного раствора в более концентрированный, в силу чего в более концентрированном растворе повысится уровень жидкости. Разница в высоте уровней двух растворов разной концентрации пропорциональна силе, под действием которой вода проходит через мембрану; эта сила называется осмотическим давлением.

Что лежит в основе принципа обратного осмоса?
Установки обратного осмоса служат для очистки воды. Очищенная таким образом вода уже не содержит многие растворимые и нерастворимые вещества, такие как соли, коллоиды, твердые частицы, микроорганизмы и пирогены. Степень очистки установок обратного осмоса уникальна, получаемая питьевая вода приобретает свойства талой воды ледников.

Обратный осмос – это такой процесс, когда на раствор с большей концентрацией дополнительно воздействует внешнее давление больше осмотического, поэтому молекулы воды будут двигаться в обратном направлении – из более концентрированного раствора в менее солевой.

В процессе обратного осмоса вода и растворенные в ней вещества разделяются на молекулярном уровне, и по одну сторону мембраны накапливается чистейшая вода, а все, чем она была загрязнена, остается по другую сторону. Метод хорош еще и тем, что удаляются органические вещества, но в воде остаются кислород и другие газы, обеспечивающие вкус воды.

Эффективность обратного осмоса зависит от давления, температуры, рН, химического состава исходной воды, размеров отверстий в мембранах и т.д. Чем выше давление на мембрану, тем выше ее производительность и выше качество полученной воды. При обратном осмосе энергия расходуется в основном на создание давления в исходной жидкости и на ее продавливание через мембрану. Эта энергия сравнительно невелика. Например, расход энергии на опреснение морской воды обратным осмосом составляет всего 2 – 2,5 кВт*ч/м3, в то время как на процесс дистилляции требуется затратить энергии в 10–15 раз больше.

Обратный осмос принципиально отличается и от обычной фильтрации. Если при фильтрации отфильтрованное вещество откладывается в виде кристаллического или аморфного осадка на поверхности фильтра, то при осмосе образуются два раствора, один из которых обогащен примесями, которые не накапливаются на поверхности мембраны, а сливаются в дренаж.

     Подведем итог:

· при обратном осмосе, используя мембраны с отверстиями различных диаметров, можно избирательно – с учетом размера молекул нежелательных веществ - удалять эти вещества.

· Питьевая вода, полученная с помощью установок обратного осмоса, - это вода кондиционированная, т.е. доведенная до определенного, заранее заданного, желаемого состава.

· Дистиллированная вода – это вода любой степени очистки, полученная методом дистилляции. Чем длительнее процесс дистилляции и чем технически совершеннее дистилляторы, тем получается более чистая вода по сравнению с исходной.

· При дистилляции можно удалить до 99% и более ВСЕХ! веществ из исходной воды, но невозможно добиться управления процессом дистилляции для получения желаемого состава воды.

· В мире широко применяется дистиллированная вода для технических и медицинских целей, например, все жидкие лекарственные формы готовятся на основе дистиллированной воды.

· Дистиллированная вода не рекомендуется к употреблению в качестве питьевой воды в экономически развитых странах.

Какую воду пить – каждый выбирает в силу своих знаний, жизненных принципов, отношения к здоровью. Цель наших публикаций – расширить Ваши знания о воде и тем самым расширить возможности Вашего выбора.