Hoe werkt omgekeerde osmose: het werkingsprincipe van apparaten voor fijne waterzuivering

Onder huishoudelijke systemen voor de bereiding van drinkwater is relatief recent een nieuwe optie verschenen, die omgekeerde osmose wordt genoemd. Deze set filters en een speciaal membraan kost niet weinig, maar kan vrijwel elke concurrent overtreffen.

Is het zinvol om te investeren? Om antwoord op deze vraag te krijgen, moet u weten hoe omgekeerde osmose werkt, en vervolgens de kosten en het resultaat afwegen. Met onze hulp verloopt het leren over dit geavanceerde zuiveringssysteem veel sneller en efficiënter.

Wij hebben alle nuttige en betrouwbare informatie over de membraanwaterzuiveringsinstallatie voor u verzameld en gestructureerd. Voor een volledig begrip hebben wij het tekstmateriaal aangevuld met schema's, illustraties en video's met aanbevelingen voor toekomstige kopers.

Werking van de omgekeerde osmose-installatie

Het proces van osmose is gebaseerd op de eigenschap van water om het gehalte aan onzuiverheden in oplossingen die door een membraan worden gescheiden, gelijk te maken. De openingen in dit membraan zijn zo klein dat alleen watermoleculen er doorheen kunnen.

Als in een van de delen van zo'n hypothetisch vat de concentratie van onzuiverheden wordt verhoogd, begint het water daarheen te stromen totdat de dichtheid van de vloeistof in beide delen gelijk is.

Omgekeerde osmose geeft het tegenovergestelde resultaat. In dit geval wordt het membraan niet gebruikt om de dichtheid van de vloeistof gelijk te maken, maar om aan de ene kant zuiver water te verzamelen en aan de andere kant een oplossing die zo veel mogelijk met onzuiverheden is verzadigd. Daarom wordt dit proces omgekeerde osmose genoemd.

Al deze chemische eigenschappen zijn weinig interessant voor kopers, vooral voor degenen die niet erg goed thuis zijn in de wetenschap. Het is voldoende voor hen om te begrijpen dat het centrum van het omgekeerde osmosesysteem een speciaal membraan is, waarvan de poriën zo klein zijn dat ze niets doorlaten dat groter is dan de grootte van een watermolecuul, en dat is een aanzienlijk deel van de verontreinigingen die in leidingwater voorkomen.

Helaas is het watermolecuul niet het kleinste op aarde; bijvoorbeeld chloormoleculen zijn aanzienlijk kleiner, dus kunnen ze ook door het membraan sijpelen. Bovendien is contact met grote zwevende deeltjes niet goed voor dit membraan. De kleine poriën raken snel verstopt bij dergelijke blootstelling, en dit element moet meteen worden vervangen.

Dit schema toont duidelijk de vijf trappen van waterzuivering met behulp van een omgekeerde osmosesysteem: voorzuivering via drie filters, membraan en nabehandeling.

Om dit te voorkomen, worden in het omgekeerde osmosesysteem nog drie extra filters opgenomen, waarmee het water een voorbehandeling ondergaat. Het membraan verdeelt het gedeeltelijk gezuiverde water in twee ongelijke delen. Ongeveer een derde van het binnenkomende volume is zuiver water, dat vervolgens naar de opslagtank gaat.

Nog twee derde van het watervolume is het deel waarin de verontreinigingen zijn geconcentreerd. Dit concentraat wordt in het riool afgevoerd. Tussen de tank en de kraan bevindt zich meestal een kleine container. Hier wordt een cartridge geplaatst die bedoeld is om de kwaliteit van het reeds gezuiverde water te verbeteren, bijvoorbeeld door het te verrijken met nuttige mineralen.

Schematisch kan het werkingsprincipe van omgekeerde osmose als volgt worden beschreven:

1. Water komt uit het leidingsysteem naar de voorbehandelingsfilters.
2. Vervolgens ondergaat de vloeistof het omgekeerde osmose proces.
3. Het gezuiverde water komt in de opslagtank.
4. Het concentraat met de gefilterde verontreinigingen wordt naar het riool afgevoerd.
5. Het zuivere water uit de opslagtank komt bij de kraan voor zuiver water terecht, direct of via extra apparaten.

Het omgekeerde osmosesysteem is dus een set apparaten die het mogelijk maken om drinkwater met een hoge zuiveringsgraad te verkrijgen. Tot voor kort werden dergelijke systemen voornamelijk gebruikt in de industrie, in de horeca, in gezondheidsinstellingen, enz.

Dit schema toont de scheiding van de waterstroom, gezuiverd met behulp van een omgekeerde osmose systeem, in twee stromen: zuiver water en concentraat, dat naar het riool wordt afgevoerd.

Maar door de toenemende eisen aan de kwaliteit van leidingwater zijn de afgelopen jaren omgekeerde osmose systemen populair geworden, bedoeld voor huishoudelijk gebruik. Ze verschillen in samenstelling, prestaties, afmetingen van de opslagtank, enz. De filters en het membraan moeten periodiek worden vervangen.

Hoe kunt u bepalen dat het membraan moet worden vervangen? Na verloop van tijd raken de poriën verstopt en komt er een moment waarop het water eenvoudigweg niet meer in de opslagtank komt. Zo'n membraan moet hoe dan ook worden vervangen. Maar specialisten adviseren om de vervanging veel eerder uit te voeren.

Het omgekeerde osmose systeem bestaat uit een opslagtank, een set van drie voorfilters, een membraan en een nafilter voor nabehandeling en verrijking van het water.

Om de kwaliteit van het water, gezuiverd met een omgekeerde osmose systeem, te bepalen, wordt een elektronisch apparaat gebruikt – de TDS-meter. Hiermee wordt het zoutgehalte in het water gemeten.

Voor leidingwater vóór zuivering kan deze waarde 150-250 mg/l bedragen, en na zuivering met omgekeerde osmose technologie wordt een zoutgehalte van 5-20 mg/l als normaal beschouwd. Als de hoeveelheid zouten in het gezuiverde water meer dan 20 mg/l bedraagt, wordt aanbevolen het membraan te vervangen.

Wie filters voor water, gebruikt in verschillende zuiveringsstadia, wil selecteren, vindt veel nuttige informatie in het volgende artikel.

Afzonderlijke onderdelen van het systeem

Het duurste en belangrijkste onderdeel van het omgekeerde osmose systeem is het membraan. Het is een microporieus materiaal, in één of meerdere lagen rond een geperforeerde plastic kern gewikkeld. Bovenop is het membraan bedekt met een plastic beschermhoes, die is bevestigd met afdichtringen.

Het water komt in de behuizing van het membraan en gaat door de poreuze vulling. Hierbij dringen de zuivere watermoleculen door de poreuze kern en gaan vervolgens naar de opslagtank.

Maar verontreinigingen met een beetje water kunnen de membraanbarrière niet overwinnen. Ze komen uit het tegenovergestelde uiteinde van het membraanblok en worden afgevoerd.

In het schema is de samenstelling van het membraan voor het omgekeerde osmose systeem te zien: een meerlaags poreus materiaal, bevestigd in een plastic behuizing rond een geperforeerde kern.

Zoals eerder vermeld, kan direct contact van het membraan met gewoon leidingwater schadelijk zijn. De poriën zijn namelijk zeer klein – slechts 0,0001 micron. Het membraan kan niet worden verwijderd, gereinigd en weer geplaatst, zoals bij sommige mechanische groffilters het geval is.

Het dure onderdeel moet elke twee tot drie jaar volledig worden vervangen. De levensduur kan variëren afhankelijk van de omstandigheden waaronder het membraan wordt gebruikt: de druk in het waterleidingsysteem, de hoeveelheid en aard van verontreinigingen, de watertemperatuur, enz.

In sommige gevallen kan het membraan vijf jaar of zelfs langer meegaan, maar soms moet het al na het eerste jaar van gebruik worden vervangen.

Een belangrijke factor hierbij is de aanwezigheid van voorfilters: twee mechanische en één koolstoffilter. Het eerste mechanische filter verwijdert alle onoplosbare verontreinigingen die groter zijn dan 0,5 micron. Dit kunnen zandkorrels, roestdeeltjes en andere soortgelijke 'mechanische' deeltjes zijn.

Vervolgens stroomt het water door het koolstoffilter, dat de moleculen van verschillende chemische stoffen vasthoudt: chloorverbindingen die altijd aanwezig zijn in leidingwater, evenals zware metalen, uit de bodem doorgedrongen pesticiden, opgelost ijzer en andere insluitsels van organische of anorganische oorsprong.

De mechanische en koolstoffilters in het omgekeerde osmosesysteem moeten elke vier tot zes maanden worden vervangen. De benodigde cartridges kunnen als set worden aangeschaft.

Daarna voltooit een ander mechanisch filter van één micron de voorbehandeling van het water. Hierdoor bereikt het membraan water dat geen verontreinigingen bevat die het membraanfilter kunnen beschadigen of erdoorheen kunnen komen.

Deze filters moeten regelmatig om de paar maanden worden vervangen. Maar ze zijn aanzienlijk goedkoper dan het membraan, en tijdige vervanging kan de levensduur ervan aanzienlijk verlengen.

Voor het opvangen van gezuiverd water wordt een opslagtank gebruikt. De inhoud kan variëren van 4 tot 12 liter, afhankelijk van de capaciteit van het systeem. Voor de productie van dergelijke tanks wordt meestal hoogwaardig staal gebruikt. Aan de buitenkant is de tank bedekt met een laag duurzaam email. Binnenin wordt een siliconen membraan geplaatst dat de tank in twee delen verdeelt.

Aan de ene kant van het membraan bevindt zich het verzamelde zuivere water, aan de andere kant – de lucht. De hoeveelheid lucht in de kamer kan worden aangepast met behulp van een nippel aan de luchtzijde van de tank.

De lucht creëert een extra druk in de opslagtank, die het transport van water naar de kraan met de benodigde druk bevordert. Uiteraard heeft de tank een uitlaat voor het aansluiten van een slang, waardoor het drinkwater naar de kraan wordt verplaatst.

Gewoonlijk wordt deze kraan op de gootsteen geïnstalleerd. Zelfs als de watertoevoer via de waterleiding om de een of andere reden wordt onderbroken, blijft er een bepaalde hoeveelheid water in de tank achter, wat het probleem minder acuut maakt. In deze situatie is het voor het volledig leegmaken van de opslagtank zinvol om de druk te verhogen door lucht via de nippelaansluiting te pompen.

De zuiveringsgraad van water met behulp van een omgekeerde osmose-systeem brengt het dichter bij gedistilleerd water. Hierbij laat het membraan de in het water opgeloste zuurstofmoleculen door, wat de kwaliteit ervan verhoogt.

Om de smaak te verbeteren, kan het water door een mineralisator of andere modules worden geleid. Maar het is ook direct na de membraanreiniging geschikt om te drinken. Het is niet nodig om het te koken voor consumptie.

Als extra module die de kwaliteit van het drinkwater verbetert, kunnen omgekeerde osmose-systemen worden aangevuld met een mineralisator of een biokeramische cartridge. De mineralisator wordt gebruikt om het water te verrijken met nuttige stoffen zoals calcium, natrium, magnesium, enz.

Al deze mineralen hebben een positief effect op het zenuwstelsel en het cardiovasculaire systeem van de mens, voorkomen het ontstaan van vele gevaarlijke ziekten, stimuleren een normale zuurgraad van het bloed, enz.

De mineralisator in omgekeerde osmose-systemen wordt gebruikt om het gezuiverde water te verrijken met minerale stoffen en het gezonder te maken.

De biokeramische cartridge werkt anders. De vulling bestaat uit balletjes van gebakken klei en stukjes toermalijn. Dit mineraal heeft een uitzonderlijk gunstig effect op water. Het draagt bij aan een verandering van de waterstructuur, wat uiteindelijk een gunstig effect heeft op het endocriene systeem en de versterking van het immuunsysteem.

Na verloop van tijd raakt de levensduur van dergelijke extra modules uitgeput en moeten ze periodiek worden vervangen. Daarom is het hier handiger om een kraan met twee ventielen te gebruiken.

Op het ene ventiel wordt water rechtstreeks uit de opslagtank toegevoerd, en op het tweede – water dat door de mineralisator is gegaan. Het met nuttige stoffen verrijkte water wordt alleen gebruikt om te drinken, terwijl er met water zonder mineralen wordt gekookt.

Over de regels voor het kiezen van een waterzuiveringssysteem voor de autonome waterleiding van een particulier huis leest u in een van de populaire artikelen op onze website.

Voor- en nadelen van omgekeerde osmose

Hoge zuiveringsgraad en gegarandeerde kwaliteit van het drinkwater – dit zijn de belangrijkste voordelen van omgekeerde osmosesystemen. Naar schatting is het gehalte aan verontreinigingen in water dat op deze manier is gezuiverd tien keer lager dan de minimaal toelaatbare norm. De constructie van het membraan voorkomt dat verontreinigingen per ongeluk in de stroom gezuiverd water terechtkomen.

Dit schema toont gedetailleerd de opbouw en het werkingsprincipe van het omgekeerde osmose membraan, dat gezuiverd water – permeaat – produceert en het vervuilde deel – concentraat – verwijdert.

U kunt dit water gerust gebruiken om te drinken en te koken, en het kan aan kinderen en huisdieren worden gegeven. Voor de gezondheid is water verkregen via omgekeerde osmose aanzienlijk gezonder dan gekookt leidingwater. Aquarianen gebruiken dit water om het aquariumvolume aan te vullen zonder te laten bezinken.

Ondanks de complexere constructie in vergelijking met gewone huishoudelijke filters, de installatie van dergelijke systemen verloopt zonder problemen. Al het benodigde voor de montage wordt meestal meegeleverd. Bijna alle onderdelen of hun varianten kunnen apart worden aangeschaft.

Het systeem neemt niet te veel ruimte in beslag; meestal worden de tank en de filtereenheid met membraan direct onder de gootsteen gemonteerd. Een compacte kraan voor drinkwater, geïnstalleerd op de gootsteen, past doorgaans perfect in het interieur.

De afmetingen van de componenten van het omgekeerde osmosesysteem zijn klein; ze kunnen doorgaans gemakkelijk onder de gootsteen worden geïnstalleerd. De set bevat een aantal smalle slangen om de afzonderlijke onderdelen van het systeem met elkaar te verbinden.

Het belangrijkste nadeel van omgekeerde osmosesystemen – de hoge initiële kosten van de set. Het verder onderhouden van het systeem brengt ook kosten met zich mee voor het vervangen van de filtercartridges, maar deze kosten zijn aanzienlijk lager.

Om de paar jaar moet het membraan worden vervangen, waarvan de prijs rond de 50 dollar kan liggen. Uit berekeningen blijkt echter dat de kosten voor schoon water voor het gezin uiteindelijk toch goedkoper zijn dan het kopen van drinkwater bij externe leveranciers.

De efficiëntie van het membraan in het omgekeerde osmosesysteem neemt geleidelijk af; het moet om de paar jaar worden vervangen. Deze termijn varieert afhankelijk van de gebruikersomstandigheden.

Een ander kenmerk van het omgekeerde osmosesysteem dat met enige moeite als een nadeel kan worden beschouwd, is de lage productiviteit. Gezuiverd water sijpelt heel langzaam door het membraan; de standaard productiviteit van het membraan is ongeveer 150-300 liter per dag.

Daarbij gaat meer dan de helft van het uit de waterleiding komende water naar de riolering, wat tot op zekere hoogte invloed heeft op de hoogte van de nutsvoorzieningen.

Maar als het volume van de opslagtank correct is gekozen, kunnen er alleen kortstondig problemen optreden bij het opstarten van het systeem direct na installatie of na een lange stilstand met een lege opslagtank.

Wij raden u het artikel over dit onderwerp aan: Omgekeerde osmose: schade en voordelen van membraanreiniging van leidingwater.

Hoe kiest u het geschikte model?

De afmetingen van de onderdelen van omgekeerde osmose-systemen voldoen meestal aan een bepaalde standaard, maar niet altijd. Het gebruik van een systeem met standaardparameters biedt een bredere keuze aan vervangende onderdelen. De praktijk leert dat producten van eigen productie, die goedkoper zijn dan buitenlandse alternatieven, qua kwaliteit weinig van deze laatste verschillen.

De cartridges van de voorfilters van het omgekeerde osmose-systeem, evenals het membraan en het nafilter, moeten periodiek worden vervangen. Dit kunt u eenvoudig zelf doen volgens de instructies van de fabrikant.

Natuurlijk kunt u de aankoop het beste direct bij de fabrikant doen, bij een geverifieerde dealer of in een betrouwbare winkel. Goede omgekeerde osmose-systemen hebben een technisch paspoort, officiële garantie, gedetailleerde installatie- en gebruiksaanwijzing en kwaliteitscertificaten.

De afmetingen van de opslagtank zijn afhankelijk van de behoeften van het gezin en van de afmetingen van de ruimte waar het apparaat wordt geplaatst. Een tank met maximale afmetingen is geschikt voor een huis waar een groot gezin woont; tanks met een inhoud van ongeveer 8-10 liter worden het meest gevraagd.

Een belangrijke indicator – de werkdruk in het leidingwatersysteem. Een waarde van 2,8 bar wordt als optimaal beschouwd. Als de druk te laag is, kunt u het beste een omgekeerde osmose-systeem met ingebouwde pomp kopen, die voldoende druk voor drinkwater levert. Als de druk in de leidingen aanzienlijk hoger is, moet u een drukverlagingsreductor installeren.

Als de afzonderlijke onderdelen van het omgekeerde osmose-systeem standaardafmetingen hebben, is het gemakkelijker om geschikte vervangende cartridges te vinden. Dit punt moet u voor aankoop verifiëren.

Het membraan van het omgekeerde osmose-systeem vereist de meeste aandacht. Dit onderdeel moet van consistent hoge kwaliteit zijn met een geschikte capaciteit. Voor een klein gezin wordt een prestatie van ongeveer 7 liter per uur als optimaal beschouwd.

Het heeft geen zin om meer te betalen voor een efficiënter membraan als het niet nodig is. Ter vergelijking: een apparaat met een capaciteit van 15 liter per uur voldoet moeiteloos aan de behoefte aan schoon water van een klein horecabedrijf.

Een standaardset omvat vijf basisfasen van zuivering: drie voorfilters, een membraan en een nafilter. De vulling van dit laatste element kan variëren.

Eerder werden al een mineralisator en een biokeramische cartridge genoemd. Een populaire oplossing is ook het installeren van een cartridge die kokosnootschil, actieve kool en zilverionen bevat.

Deze stoffen desinfecteren het water, reinigen het extra en geven het een aangename smaak. Een andere interessante optie voor nabewerking van water is een ultraviolette desinfector. Sommige modellen van omgekeerde osmosesystemen maken het mogelijk om tegelijkertijd verschillende cartridges te gebruiken.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Video #1. Een algemeen overzicht van de werkingsprincipes van omgekeerde osmosesystemen kunt u hier bekijken:

Video #2. In deze video wordt de werking van een dergelijk systeem gedetailleerd bekeken aan de hand van het model "Gejzer Prestige M":

Video #3. Deze video maakt het mogelijk om de werkingseigenschappen van doorstroomfilters en omgekeerde osmosesystemen te vergelijken:

Omgekeerde osmosesystemen – een betrouwbare en handige manier om uw huis van voldoende schoon drinkwater te voorzien. Ja, de prijzen voor dergelijke apparaten blijven hoog, maar ze verdienen zichzelf ruimschoots terug, omdat schoon drinkwater het risico op veel ziekten vermindert en de kwaliteit van leven verhoogt.

Wilt u uw persoonlijke ervaring met het installeren en gebruiken van een omgekeerd osmosesysteem delen? Heeft u informatie die u met ons en de bezoekers van de site wilt delen, of heeft u vragen? Laat dan alstublieft een reactie achter in het blok onder de tekst van het artikel.