Käänteisosmoosi ja vedenpehmentimet: eri tehtävät ja yhteistyö

Jos sinulla on kovaa vettä ja pohdit käänteisosmoosin ja vedenpehmentimen välillä, lyhyt vastaus on, että ne on suunniteltu ratkaisemaan eri ongelmia. Vedenpehmennin käsittelee koko talon veden ja vaihtaa kalkkikertymiä aiheuttavan kalsiumin ja magnesiumin natriumiin tai kaliumiin, hana hanalta ja putki putkelta. Käänteisosmoosijärjestelmä (RO) käsittelee vettä yhdessä hanassa ja pakottaa sen niin hienon kalvon läpi, että kalvo pidättää suurimman osan veteen liuenneista aineista, myös kovuutta aiheuttavat mineraalit. Käänteisosmoosi vähentää käsittelemänsä veden kovuutta, mutta sitä ei asenneta eikä mitoiteta hoitamaan vedenpehmentimen tehtävää kotisi jokaisessa hanassa, suihkussa ja kodinkoneessa. Kun tiedät, mikä ongelma toi sinut tänne – hanojen ja kodinkoneiden kalkkikertymät vai mineraalinen maku ja korkea TDS-arvo keittiöhanasta tulevassa vedessä – oikean ratkaisun valinta on paljon helpompaa.

• Kalkkikertymät koko talossa, sameat lasit tai huonosti vaahtoava saippua: tämä viittaa vedenpehmentimeen, sillä ioninvaihtoprosessi ulottuu kaikkiin vesijohtoverkon hanoihin ja laitteisiin.
• Kalkkimainen maku tai korkea TDS-arvo nimenomaan juomavesihanassa: tähän ongelmaan tiskialtaan alle asennettava käänteisosmoosijärjestelmä on suunniteltu.
• Molemmat ongelmat yhtä aikaa ja sisään tuleva vesi on todella kovaa: tämä on se tapaus, jossa vedenpehmentimen asentaminen ennen käänteisosmoosilaitetta on järkevä tekninen ratkaisu. Käsittelemme sitä myöhemmin tässä artikkelissa.

Kova vesi, kalkkikertymät ja kaksi eri tekniikkaa

Veden kovuus tarkoittaa veteen liuenneen kalsiumin ja magnesiumin pitoisuutta, joka ilmoitetaan yleensä milligrammoina litrassa kalsiumkarbonaattina. Yhdysvaltain geologian tutkimuskeskus (USGS) luokittelee veden pehmeäksi, kun pitoisuus on alle 60 mg/l, keskikovaksi, kun se on 61–120 mg/l, kovaksi, kun se on 121–180 mg/l, ja erittäin kovaksi, kun se ylittää 180 mg/l (lähde: USGS Water Science School). Nämä samat veteen liuenneet mineraalit aiheuttavat kuitenkin kaksi hyvin erilaista ongelmaa sen mukaan, missä ne näkyvät. Koko talon alueella ne kertyvät putkiin, vedenlämmittimiin ja kodinkoneisiin sekä reagoivat saippuan kanssa muodostaen kalvon, jota jotkut kutsuvat saippuakalkiksi. Yksittäisessä hanassa samat mineraalit vaikuttavat lähinnä makuun ja näkyvät mittarissa liuenneiden aineiden kokonaismääränä (TDS). Tämä on eri asia kuin laitteisiin kertyvä kalkki.

On hyvä sanoa tämä suoraan ennen kuin perehdymme kumpaankaan tekniikkaan tarkemmin: vedenpehmennin ja käänteisosmoosijärjestelmä eivät kilpaile keskenään saman tehtävän hoitamisesta. Toinen ratkaisee kalkkikertymiin ja saippuan käyttöön liittyvät ongelmat koko talossa. Toinen käsittelee juoma- ja ruoanlaittovettä käyttöpisteessä. Kun pidät tämän eron mielessä lukiessasi eteenpäin, kysymykseen ”pehmentääkö käänteisosmoosi vettä?” on helpompi seurata vastausta, joka on tarkasti ottaen kyllä ja ei.

Näin koko talon vedenpehmennin toimii

Tavanomainen vedenpehmennin toimii ioninvaihdon avulla. Vesi kulkee hartsikuulia sisältävän säiliön läpi; kuulat on päällystetty natriumilla tai joissakin asennuksissa kaliumilla. Kun vesi virtaa niiden ohi, kalsium- ja magnesiumionit vaihtavat paikkaa hartsissa olevan natriumin kanssa. Näin säiliöstä lähtevässä vedessä on paljon vähemmän kovuutta aiheuttavia mineraaleja ja hieman enemmän natriumia kuin sisään tulevassa vedessä. Kun hartsin kapasiteetti on käytetty, laite regeneroidaan huuhtelemalla se väkevällä suolaliuoksella. Suolaliuos irrottaa kuuliin kertyneen kalsiumin ja magnesiumin ja päällystää ne uudelleen natriumilla seuraavaa käyttöjaksoa varten (lähde: University of Nebraska–Lincoln Extension, NebGuide G1491).

Tämä toimintaperiaate on erittäin tehokas siinä, mihin laite on suunniteltu: se poistaa lähes kaiken kovuuden jokaisesta sen läpi kulkevasta vesilitrasta koko talon tarvitsemalla virtausnopeudella. Se ei kuitenkaan puhdista vettä siinä merkityksessä, että se poistaisi bakteereita, lyijyä, nitraattia tai useimpia muita juomavesisuodattimien kohteena olevia aineita. Samoissa UNL:n ohjeissa todetaan, että vedenpehmennys lisää veteen noin 8 mg/l natriumia jokaista poistettua kovuuden grain per gallon -yksikköä kohden. Tämä on yksi syy siihen, miksi monissa vedenpehmennintä käyttävissä kodeissa keittiöön vedetään tarkoituksella yksi pehmentämätön kylmävesilinja juoma- ja ruoanlaittovettä varten sen sijaan, että kaikki taloon tuleva vesi pehmennettäisiin.

Näin käänteisosmoosi käsittelee vettä yhdestä hanasta

Käänteisosmoosi perustuu toisenlaiseen periaatteeseen: paineen avulla tapahtuvaan erotteluun puoliläpäisevän kalvon läpi. Syöttövesi pakotetaan ohutta kalvoa vasten. Kalvon huokoset ovat niin pieniä, että se pidättää liuenneita suoloja, metalleja ja monia orgaanisia yhdisteitä mutta päästää vesimolekyylit lävitseen. Water Quality Associationin mukaan käänteisosmoosikalvot pystyvät tällä tavoin poistamaan suurimman osan orgaanisista yhdisteistä, metalleista ja nitraatista (lähde: Water Quality Association). Koska erottelu tapahtuu vähitellen veden kulkiessa kalvon läpi, käänteisosmoosijärjestelmät suunnitellaan yhden hanan virtausnopeudelle, joka mitataan litroina minuutissa, eivätkä ne yllä vedenpehmentimen tarvitsemaan koko talon virtausnopeuteen, joka mitataan gallonoina minuutissa.

Valmistajien käyttämiin vertailuolosuhteisiin perustuen (nettopaine 60 psi, lämpötila 77 °F) tavallisten ohutkalvokomposiittikalvojen nimellinen kalsiumin ja magnesiumin poistoteho on kummankin osalta noin 93–98 prosenttia (lähde: WECO Filters). Käytännössä poistoteho vaihtelee syöttöpaineen, lämpötilan ja veden oman kemiallisen koostumuksen mukaan, mutta tämä luku havainnollistaa, miksi käänteisosmoosi todella vähentää käsittelemänsä veden kovuutta.

Hydrion Purity RO600 on konkreettinen esimerkki siitä, miltä tämä yhden hanan ratkaisu näyttää käytännössä. Sen kolme suodatinvaihetta – sedimentti- ja hiiliesisuodatin, 0,0001 mikronin RO-kalvo ja jälkihiilisuodatin – käsittelevät omaan hanaansa johdettavan veden. Laitteessa on älykäs näyttö, joka näyttää TDS-arvon reaaliajassa, nimellinen virtausnopeus on 1,6 litraa minuutissa ja suodatetun veden ja viemäriin johdettavan veden suhde on 2:1. Kaikki nämä luvut kuvaavat keittiöhanan yhteyteen suunniteltua laitetta, joka vastaa hyvin yhteen kysymykseen, eivät koko talon veden käsittelyyn mitoitettua tulovesijärjestelmää.

Pehmentääkö käänteisosmoosi vettä? Suora vastaus

Rehellinen vastaus jakautuu kahteen osaan, ja molemmat ovat tärkeitä. Teknisessä, suppeassa merkityksessä kyllä: RO-järjestelmä pidättää suuren osan liuenneesta kalsiumista ja magnesiumista siitä vedestä, joka kulkee sen kalvon läpi, joten vesi on mitattavasti pehmeämpää kuin ennen käsittelyä. Vedenkäsittelyn ammattilaisten tarkoittamassa ”vedenpehmentimen” merkityksessä vastaus on kuitenkin ei. Tällä sanalla tarkoitetaan koko talon ioninvaihtojärjestelmää, joka tuottaa pehmennettyä vettä kaikkien talon hanojen ja laitteiden samanaikaisesti tarvitsemalla virtausnopeudella, eikä RO-laitetta yksinkertaisesti ole suunniteltu tähän tehtävään.

Ero johtuu käytännössä virtausnopeudesta, ei veden kemiasta. RO600:n kaltaisen RO-järjestelmän nimellinen virtausnopeus ilmoitetaan litroina minuutissa yhdelle hanalle. Vedenpehmennin puolestaan mitoitetaan koko talon putkiston virtausnopeudelle, joka ilmoitetaan gallonoina minuutissa. Koko talon vesihuollon johtaminen RO-kalvon läpi vaatisi laitteistoa, painetta ja jäteveden määrää, jotka ylittäisivät reilusti yhden hanan yhteyteen suunnitellun laitteen kapasiteetin. Juuri siksi tällaiset järjestelmät ovat käyttöpistekohtaisia.

Nopea oireisiin perustuva valintaopas

Mitä olet huomannut	Mihin se viittaa
Kalkkikertymiä hanoissa, suihkulasissa, vedenkeittimissä ja vedenlämmittimissä	Koko talon vedenpehmentimeen, sillä se käsittelee veden kaikissa vesijohtoverkon hanoissa ja laitteissa
Saippua ei vaahtoa kunnolla tai pyykki tuntuu jäykältä	Tähänkin sopii vedenpehmennin
Kalkkimainen maku tai korkea TDS-arvo nimenomaan keittiöhanasta tulevassa vedessä	Yhden hanan yhteyteen asennettava RO-järjestelmä, kuten RO600
Molemmat edellä mainitut ongelmat ja sisään tuleva vesi on todella kovaa	Lue seuraava osio ennen päätöksentekoa

Miksi veden pehmentämisellä ennen RO-kalvoa voi olla merkitystä

On olemassa todellinen tekninen syy, miksi jotkin kotitaloudet, joihin tulee erittäin kovaa vettä, asentavat vedenpehmentimen ennen RO-järjestelmää. Syy ei liity markkinointiin. Kun RO-kalvo erottaa puhdistettua vettä, kalvon hylkäämän veden virta muuttuu vähitellen väkevämmäksi. Pitoisuuspolarisaatioksi kutsuttu ilmiö nostaa liuenneiden suolojen pitoisuuden kalvon pinnalla suuremmaksi kuin se on koko syöttövedessä. Näissä paikallisissa olosuhteissa kalsiumkarbonaatti voi muuttua ylikylläiseksi ja alkaa kiteytyä kalkiksi suoraan kalvon pinnalle, vaikka pelkästä sisään tulevasta vedestä tehdyssä mittauksessa sen pitoisuus olisi alle kyllästymispisteen. Insinöörit käyttävät Langelierin kyllästymisindeksiä vakiintuneena suunnittelun apuvälineenä juuri tämän riskin arviointiin (lähde: Water Conditioning & Purification).

Kalkki ei myöskään muodostu tasaisesti. Kalvomoduulin sisällä epätasainen virtaus synnyttää hitaasti virtaavia taskuja, joita kutsutaan joskus kuolleiksi alueiksi ja joissa pitoisuuspolarisaatio on voimakkainta. Kalvojen likaantumista käsittelevässä julkaistussa tutkimuksessa kuvataan, kuinka kalkkikiteiden alut muodostuvat ensin näissä taskuissa ja kulkeutuvat sitten alavirtaan käynnistämään lisää kasvua kalvon muissa kohdissa (lähde: PMC, RO-kalvon kalkkikiteiden muodostumista käsittelevä tutkimusartikkeli). Tämän mekanismin vuoksi aidosti erittäin kovan veden alueilla neuvotaan usein pehmentämään syöttövesi ennen kuin se pääsee RO-kalvolle.

On yhtä tärkeää kertoa, mitä tässä osiossa ei väitetä. RO600-laitteessa ei ole sisäänrakennettua vedenpehmennysvaihetta, eikä tässä ole riippumattomasti todennettua lukua siitä, kuinka paljon jokin tietty vedenpehmennysratkaisu pidentäisi juuri tämän kalvon käyttöikää. Myyjien markkinointimateriaaleissa mainitaan joskus kertoimia, mutta jätämme ne tarkoituksella pois tästä artikkelista, koska niitä ei tue tätä laitetta koskeva näyttö. Vakiintunut asia on mekanismi: jatkuvasti erittäin kova syöttövesi on todellinen kalkkiutumisriski kaikille RO-kalvoille. Se on todellinen syy asentaa vedenpehmennin ennen RO-järjestelmää tällaisissa kotitalouksissa, eikä kyse ole myyntipuheesta.

Valitse ratkaisu sen mukaan, mitä oikeastaan haluat korjata

Yhdessä nämä kaksi tekniikkaa täydentävät toisiaan sen sijaan, että ne tekisivät samaa. Vedenpehmennin ehkäisee kalkkikertymiä ja parantaa saippuan toimintaa koko talossa kaikkien hanojen ja laitteiden tarvitsemalla virtausnopeudella vaihtamalla kovuutta aiheuttavat mineraalit jatkuvasti natriumiin. RO600 puolestaan käsittelee makuun, TDS-arvoon ja muihin kalvon kohteena oleviin epäpuhtauksiin liittyviä ongelmia yhdestä siihen tarkoitetusta hanasta. Juuri siinä useimmat kotitaloudet tarvitsevat juomaveden laatua arjessa. Jos kotiin tulee jatkuvasti erittäin kovaa vettä ja haluat suojata sekä koko talon putkiston että sen jälkeen asennetun RO-kalvon, molempien järjestelmien käyttö on perusteltua.

Jos sinulla on jo RO600, sen älynäytön avulla voit seurata ajan mittaan, miten suodatettu vesi toimii kyseisessä hanassa, eikä sinun tarvitse arvailla. Jos haluat perehtyä tarkemmin siihen, miten käänteisosmoosikalvot erottelevat vettä molekyylitasolla, lue kattava oppaamme käänteisosmoosista. Jos haluat tietää, mitä näytössä näkyvä TDS-arvo oikeastaan tarkoittaa, lue mitä veden TDS-arvo kertoo. Jos aiemmin mainittu 2:1-suhde herätti ilmeisen kysymyksen veden tuhlaamisesta, GPD-arvoa ja puhtaan veden suhdetta viemäriveteen käsittelevä selityksemme vastaa siihen suoraan. Jos haluat tarkemman kuvauksen siitä, mitä kaikkea käänteisosmoosi poistaa näissä mainittujen kovuutta aiheuttavien mineraalien lisäksi, lue erillinen katsauksemme siitä, mitä RO poistaa ja mitä jää veteen. Kaikkien niiden, jotka käsittelevät kunnallisen vesijohtoveden sijaan kaivovettä, kannattaa lukea kaivoveden käänteisosmoosia käsittelevä oppaamme, sillä lähtötilanne voi poiketa riittävästi ja vaikuttaa ratkaisuun.