Hiperfiltracja

Polega na przeciskaniu wody przez błonę półprzepuszczalną (membranę). Jej pory są wielkości nanometrowej (milionowa część milimetra), porównywalnej z rzeczywistymi wymiarami cząsteczek chemicznych. Toteż na drugą stronę membrany przechodzą praktycznie wyłącznie cząsteczki najmniejsze – wody oraz niektórych gazów (tlen, dwutlenek węgla).

Pozostają nie tylko bakterie czy wirusy, stosunkowo duże, ale nawet substancje o cząsteczkach niewiele większych od wody, jak jony metali lekkich (np. sód z soli kuchennej), a tym bardziej – ciężkich. Oczywiście, oczyszczenie nigdy nie jest całkowite. Ale zatrzymanie 85 do 98% zanieczyszczeń, czyli ich rozcieńczenie od sześcio- do pięćdziesięciokrotnego oznacza, że otrzymujemy wodę krystalicznie czystą. Przez tego rodzaju błony naturalne woda przenika samorzutnie w znanym procesie osmozy, np. powodującym pęcznienie namoczonych ziaren.

W przyrodzie jednak woda przepływa do roztworu bardziej stężonego. W OR kierunek jest odwrotny, stąd nazwa. W urządzeniach uzdatniających używa się dwóch głównych rodzajów błon – z octanu celulozy (skrót CA lub CTA) oraz poliamidowych (TFC lub PA). Octan wytrzymuje chlor w stężeniu stosowanym do dezynfekcji wody, poliamid natomiast ulega zniszczeniu już przy niewielkiej zawartości tego pierwiastka. Mimo tej niedogodności ten drugi jest uważany za lepszy. Jest bowiem wydajniejszy, odporny na odczyn wody w szerokim zakresie pH (kwasowość lub zasadowość) i temperaturę.

Tyle, że w razie jego użycia konieczne jest wstępne przefiltrowanie wody we wkładzie z węglem aktywnym. Przy opisach produktów, zwłaszcza pochodzących z USA (tam tę metodę zastosowano po raz pierwszy, do odsalania wody morskiej), możemy też spotkać skrót GPD poprzedzony liczbą. To wydajność dobowa w galonach amerykańskich, 3,75 l (gallons per day). Tak więc symbol 75GPD oznacza, że w warunkach standardowych (25°C, ciśnienie w sieci ok. 3 barów) w ciągu doby powstaje ok. 280 l czystej wody (75 × 3,75).

Obniżenie temperatury o każdy 1°C powoduje spadek wydajności o 3%. Na wydajność proporcjonalnie wpływa też zmiana ciśnienia. Toteż choć zwykle ciśnienie z sieci wodociągowej wystarcza, często przy aparaturze do RO umieszcza się dodatkową pompę.

Wydajność zależy też od stopnia zużycia membrany, głównie stopnia jej zanieczyszczenia. To jednak następuje bardzo powoli. Przechodzi przez nią bowiem tylko 1/4 do 1/3 dostarczanej wody. Reszta omywa ją i – wzbogacona w zanieczyszczenia – trafia do instalacji odpływowej. Można też tę wodę „odpadową” wykorzystać do podlewania ogródka czy mycia samochodu. Łatwo możemy wysnuć wniosek, że membrana będzie służyć tym dłużej, im więcej wody ją omywa.

Niekorzystne jest zostawianie jej na dłużej bez przepływu. Przerwy do dwóch tygodni na ogół nie szkodzą. W miarę zużywania membrana przepuszcza coraz więcej mniejszych cząsteczek. Kiedy ich stężenie w filtracie (hiperfiltracie) przekroczy 40%, membranę trzeba wymienić. Następuje to zwykle po 2-4 latach, zależnie od jakości wody wprowadzanej, a więc sprawności filtrowania wstępnego, ciśnienia i – jak wspomnieliśmy – zużycia wody.

Membrana musi być cienka, a więc i delikatna. Układa się ją więc na siatce nośnej z tworzywa sztucznego. Aby dużą powierzchnię zmieścić w małej objętości, siatkę z membraną nawija się na rurkę perforowaną, a dodatkowo przekłada dwiema warstwa- mi folii wytłaczanej tak, że po zwinięciu między nimi a membraną z siatką powstają kanaliki. Dopływa nimi woda surowa (folia zasilająca) oraz odpływa przefiltrowana (folia zbierająca). Ten układ spiralny pozwala w obudowie wysokości ok. 40 cm i średnicy ok. 10 cm zmieścić 1,5 m2 membrany (czyli pas szerokości 30 cm i długości 5 m).

Sprawność OR jest nawet za duża. Filtrat opuszczający aparaturę jest aż za miękki, pozbawiony soli mineralnych. Herbata dzięki temu parzy się wyśmienicie, ale organizm ludzki zostaje pozbawiony składników, na których przyjmowanie jest nastawiony. Toteż często za filtrem RO umieszcza się mineralizator – warstwa węglanów wapnia i magnezu, stopniowo wypłukiwana, za nią warstwa KDF-55, nie dopuszczająca do rozwoju drobnoustrojów, a na końcu wkładka polipropylenowa 5 µm, uniemożliwiająca wydostawanie się złoża na zewnątrz.