Размер на порите на мембрана за обратна осмоза: какво означават 0,0001 микрона (и какво не означават)
На продуктовата страница на мембраната етап 2 Hydrion RO600 размерът на порите е посочен като 0,0001 микрона. Повечето филтри за утайки, включително филтърът етап 1 в същата система, са с рейтинг в цели микрони, например 1 или 5 микрона, затова скокът с четири десетични позиции прави числото за мембраната трудно за представяне. Полезно е да поставим 0,0001 микрона на скала до неща, за които вече имате представа, а след това да уточним какво всъщност описва тази стойност: обикновено се смята, че работният слой на мембраната за обратна осмоза е ефективно плътен, а не изпълнен с преброими дупчици, така че „размерът на порите“ тук е сравнителен рейтинг, а не измерена пролука, открита с линийка.
- Човешки косъм: приблизително 20–200 микрона в диаметър — нещо, което можете да видите и усетите между пръстите си.
- Бактерия: приблизително 1–10 микрона дължина — вече твърде малка, за да се види без микроскоп.
- Вирус: приблизително 0,02–0,3 микрона в диаметър — още по-малък от повечето бактерии.
- Рейтинг на мембраната етап 2: 0,0001 микрона — по-малко дори от диапазона на вирусите и стойност, съответстваща на мащаба, в който се описва работата на задържащия слой на мембраната.
Какво всъщност описва „0,0001 микрона“ в спецификациите
Тази стойност е посочена в таблицата със спецификации на мембраната етап 2 Hydrion RO600 в полето „размер на порите“. Съседните филтри от същата категория, включително обикновените филтри за утайки и въглеродни филтри, обикновено имат рейтинг от 1 или 5 микрона — достатъчно малки, за да задържат песъчинки и мътност, но несравними с числото за тази мембрана. Именно тази разлика обърква хората, свикнали да виждат във филтърните спецификации цели микрони: това не е малко по-фин вариант на същия рейтинг, а разлика от няколко порядъка. По-нататък в статията ще поставим това число на скала с познати ориентири, а после ще обясним ясно какво прави мембраната за обратна осмоза в този мащаб и какво доказва и не доказва този рейтинг за произведената вода.
Къде се намират 0,0001 микрона на скалата на размерите
От косъм през вирус до рейтинга на мембраната
Един човешки косъм е с диаметър приблизително 20–200 микрона (източник: Микрометър – Уикипедия), затова е едно от малкото неща в този списък, чийто размер можете да прецените с просто око. Типичната бактерия е с дължина приблизително 1–10 микрона (източник: Микрометър – Уикипедия) — размер, при който зрението без помощни средства вече не върши работа. Много сферични вируси са още по-малки — приблизително 0,02–0,3 микрона в диаметър (източник: Вирус – Уикипедия). Всяка стъпка надолу по тази скала е приблизително с един порядък, а посочените за мембраната 0,0001 микрона са под диапазона на вирусите — мащабът, в който се описва работата на задържащия ѝ слой. Затова обратната осмоза е етапът, към който се обръщат, когато само филтърът за утайки не върши работа: рейтингът описва различен вид бариера, а не просто по-строг вариант на същата.
Защо мембраните за обратна осмоза всъщност не са сита с дупки
Моделът на разтваряне и дифузия с прости думи
Класовете мембранна филтрация обикновено се сравняват с помощта на приблизителни ориентири за размер: порите на мембраните като цяло са в диапазона от около 0,1 до 5000 нанометра, микрофилтрацията е около 50 нанометра и нагоре, ултрафилтрацията — около 3 нанометра и нагоре, а нанофилтрацията — около 1 нанометър и нагоре; обратната осмоза задържа частици над около 0,2 нанометра, или приблизително 0,0002 микрона, което е в същия диапазон като собствения рейтинг на мембраната от 0,0001 микрона (източник: Обратна осмоза – Уикипедия). Тези числа са полезни за сравнение на категориите, но мембраната за обратна осмоза обикновено се описва по-различно от предходните етапи в този списък: работният ѝ слой се смята за непорест и задържа разтворените вещества чрез разтворимост и дифузия, а не чрез отделни дупки, през които дадена частица или може, или не може да премине (източник: Обратна осмоза – Уикипедия). Според приетия модел водните молекули се разтварят в плътния полимерен слой от едната страна и дифундират през него до другата — така, както газ може да премине през гумен лист, без в него да има видима дупка, а не като вода, която тече през отворени канали, както при филтър за кафе. В този смисъл „0,0001 микрона“ е полезен рейтинг за сравнение на задържането между филтърните етапи, а не дупка, измерена и преброена под микроскоп.
Какво доказва и какво не доказва рейтингът
На продуктовата страница се посочва, че мембраната етап 2 намалява количеството на разтворените твърди вещества, тежките метали, флуорида и PFAS, както и че отвежда отхвърлената вода в канализацията в съотношение 2:1, като произвежда до около 600 галона — приблизително 2270 литра — филтрирана вода на ден. Това са посочените от производителя стойности за продукта, а не резултати от независимо лабораторно изпитване; правилно е да се отчита тази разлика, вместо да се приема, че дадено число означава сертификация, за която страницата всъщност не твърди нищо. Тъй като задържането при обратната осмоза зависи не само от размера, но и от фактори като разтворимостта на дадено разтворено вещество и лекотата, с която то дифундира през мембраната, същият механизъм, който задържа замърсителите, задържа и повечето разтворени минерали. Това е една от причините серията RO600 да комбинира тази мембрана с последващ етап за добавяне на минерали, вместо водата да остане напълно лишена от разтворени вещества; прочетете повече за степента, в която обратната осмоза премахва минералите, и защо е необходима реминерализация, ако този компромис е важен за вас.
Как мембраната се вписва в етапите преди нея
По-едрият патрон етап 1 за утайки и въглерод първо задържа механичните частици и намалява хлорния вкус, така че много по-фината мембрана етап 2 не е първата линия на защита на системата срещу вещества, които обикновен филтър вече задържа; тя поема работата, след като водата вече е сравнително чиста. Работата на мембраната в този мащаб означава също, че част от постъпващата в нея вода се отвежда в канализацията, вместо да премине към крана — това е практичният компромис зад посоченото за RO600 съотношение 2:1 между пречистената вода и водата, отвеждана в канализацията. В статията Какво всъщност прави всеки етап в система за обратна осмоза с 3, 5 или 7 етапа тази последователност е разгледана по-подробно, отколкото позволява настоящата статия, а пълното обяснение на процеса на обратна осмоза от начало до край е по-подходящата отправна точка, ако искате да разберете целия процес, а не само това едно число.
Кога тази стойност е важна при смяна на мембраната
Нищо от това не променя ежедневната поддръжка на мембраната, но обяснява защо продуктовата страница обвързва срока за смяна с ефективността, а не само с фиксирана дата. На продуктовата страница на Hydrion се посочва, че мембраната трябва да се сменя приблизително на всеки 24 месеца или след около 6800–7600 литра, и по-рано, ако показанието за TDS на дисплея се повиши значително над обичайното си ниво или индикаторът RO светне в червено. Повишаването на стойността на TDS след месеци стабилни показания е практичният признак, че ефективността на мембраната при задържане намалява, макар че самата стойност 0,0001 микрона никога няма да се промени; в статията се обяснява какво всъщност измерва показанието TDS на дисплея и защо именно тази стойност, а не спецификацията за размера на порите, е тази, която си струва да следите между смените. Пълният график за смяна на трите филтъра RO600 е изложен етап по етап в статията Пълният график за смяна на етапите PPC, мембрана и TC. Ако наближава моментът да смените мембраната си, на продуктовата страница на мембраната етап 2 са посочени съвместимостта и интервалът за смяна, както и пълната система Hydrion Purity RO600, за която е предназначена.