Atvirkštinis osmosas ar distiliuotas vanduo: kaip jie gaminami ir kam kuris tinka

Du skirtingi procesai – atvirkštinis osmosas ir distiliavimas – duoda panašų rezultatą: iš vandens pašalinama dauguma ištirpusių mineralų, metalų ir mikroorganizmų. Tai nėra tas pats procesas, o jų skirtumai tampa svarbūs palyginus, kiek vandens ir energijos sunaudoja kiekvienas iš jų, kokio skonio yra apdorotas vanduo ir kam iš tiesų jo reikia namuose. Jei svarstote, ar toliau pirkti distiliuoto vandens talpas, ar po plautuve įsirengti atvirkštinio osmoso sistemą, pirmiausia verta išsiaiškinti, kaip veikia abu procesai, o tada įvertinti, kam jums iš tikrųjų reikia vandens.

• Atvirkštinio osmoso sistema spaudimu stumia vandenį per pusiau laidžią membraną, o distiliavimo metu vanduo užverdamas ir kondensuojami kylantys garai.
• Abu procesai pašalina daugumą ištirpusių mineralų, todėl abiem būdais išvalytas vanduo paprastai yra blankesnio skonio nei vandentiekio ar šaltinio vanduo.
• Namų atvirkštinio osmoso sistema dalį vandens išleidžia į kanalizaciją, kad membrana veiktų, o distiliavimo metu vietoj to nuolat naudojama elektra vandeniui virinti.
• Tiesioginis TDS rodmuo, pavyzdžiui, rodomas RO600 ekrane, parodo, kiek medžiagų ištirpę konkrečioje stiklinėje. Vien šis rodmuo nepasako, ar vanduo yra saugus.

Kaip atvirkštinis osmosas iš tikrųjų pašalina teršalus

Naudojimo vietoje įrengiama atvirkštinio osmoso sistema veikia taip: į ją tiekiamas vanduo spaudžiamas prie pusiau laidžios membranos. Jos poros pakankamai mažos, kad sulaikytų ištirpusias kietąsias medžiagas, daugelį metalų ir mikroorganizmus, bet praleistų vandens molekules. Membrana padalija srautą į dvi dalis: apdorotas vanduo teka toliau į čiaupą, o sulaikytas medžiagas nunešantis vanduo išleidžiamas į kanalizaciją. JAV EPA programa „WaterSense“ nurodo, kad naudojimo vietoje įrengiama atvirkštinio osmoso sistema gali pašalinti tokius teršalus kaip švinas, PFAS, arsenas, bakterijos ir virusai (šaltinis: EPA „WaterSense“: naudojimo vietoje įrengiamos atvirkštinio osmoso sistemos).

Ką reiškia „permeatas“ ir „koncentratas“

Įsivaizduokite membraną kaip labai smulkų sietą, nuolat veikiamą slėgio. Visa, kas prasiskverbia į švariąją pusę, vadinama permeatu – būtent jis patenka į jūsų stiklinę. Visa, ką membrana sulaiko ir kas susitelkia mažesniame vandens tūryje, vadinama koncentratu. Šį srautą reikia kažkur nuvesti – į kanalizaciją. Daugiapakopėje sistemoje, tokioje kaip Hydrion Purity RO600, prieš membraną įrengta nuosėdų ir anglies kasetė, kuri pirmiausia sulaiko didesnes daleles ir chlorą, po jos – 0,0001 mikrono atvirkštinio osmoso membrana, o tada – galutinio anglies filtravimo ir mineralizavimo pakopa, kuri sureguliuoja vandens skonį prieš jam pasiekiant čiaupą. Išsamiau apie kiekvieną etapą skaitykite išsamiame atvirkštinio osmoso vadove.

Kaip veikia distiliavimas: virinimas, garai ir kondensacija

Distiliuojant panašus rezultatas pasiekiamas tiesesniu būdu. Įrenginys kaitina vandenį iki virimo, o kylantys vandens garai su savimi perneša beveik jokių ištirpusių mineralų ar kietųjų medžiagų. Garai keliauja į kondensatorių, kuriame atvėsta ir vėl virsta skysčiu, o dauguma pradiniame vandenyje ištirpusių medžiagų lieka virimo kameroje kaip nuosėdos. Nebraskos–Linkolno universiteto Plėtros tarnyba nurodo, kad tinkamai naudojamas buitinis distiliavimo įrenginys gali pašalinti iki maždaug 99,5 % teršalų, įskaitant bakterijas, metalus, nitratus ir ištirpusias kietąsias medžiagas (šaltinis: Nebraskos–Linkolno universiteto Plėtros tarnyba, „NebGuide G1493“: geriamojo vandens apdorojimas).

Distiliuojant vanduo atskiriamas kitu principu nei atvirkštinio osmoso metu: svarbu, ar medžiaga, esant virimo temperatūrai, keliauja kartu su vandens garais, o ne jos molekulių dydis ar elektrinis krūvis, kaip membranos porų atveju. Atvirkštinio osmoso veikimas priklauso nuo porų dydžio ir slėgio, o ne nuo virimo temperatūros. Todėl, atsižvelgiant į tai, kas iš tikrųjų yra jūsų pradiniame vandenyje, šie du metodai turi skirtingų pranašumų, ir nė vienas nėra tiesiog veiksmingesnė kito versija.

Kuo skiriasi šie procesai: vandens sąnaudos, energija ir eksploatavimo išlaidos

Sąžiningiausia palyginti šiuos procesus kasdienėje praktikoje pagal tai, kiek kiekvienas jų sunaudoja, kad pagamintų litrą apdoroto vandens. Atvirkštinio osmoso sistema naudoja vandenį: įprastas buitinis įrenginys kiekvienam pagamintam galonui apdoroto vandens į kanalizaciją išleidžia penkis ar daugiau galonų, kartais – net dešimt. Todėl EPA „WaterSense“ sertifikuotų įrenginių riba yra 2,3 galono į kanalizaciją vienam galonui apdoroto vandens (šaltinis: EPA „WaterSense“). RO600 švaraus vandens ir į kanalizaciją išleidžiamo vandens santykis yra 2:1, t. y. dvi dalys apdoroto vandens kiekvienai į kanalizaciją išleidžiamai daliai. Šis santykis neviršija „WaterSense“ nustatytos ribos. Išsamiau apie šį skaičiavimą skaitykite paaiškinime apie GPD ir švaraus vandens bei į kanalizaciją išleidžiamo vandens santykį.

Distiliatorius vietoj vandens naudoja elektrą. Norint užvirinti vandens talpą ir palaikyti nuolatinį virimą, reikia nuolat tiekti energiją. Tos pačios Nebraskos–Linkolno universiteto Plėtros tarnybos rekomendacijos, kuriose nurodomas distiliavimo teršalų šalinimo efektyvumas, taip pat įspėja, kad šio proceso eksploatavimo išlaidos yra vienos didžiausių tarp buitinių vandens apdorojimo būdų. Tas pats fizikos dėsnis galioja ir didesniu mastu: JAV geologijos tarnyba pažymi, kad membranomis pagrįstos atvirkštinio osmoso gamyklos paprastai sunaudoja mažiau energijos nei terminio, distiliavimu pagrįsto gėlinimo įrenginiai, nes vandens stūmimas per slėgiu veikiamą membraną reikalauja kitokio darbo nei jo virinimas (šaltinis: JAV geologijos tarnyba: gėlinimas atvirkštinio osmoso būdu). Virtuvėje susiduriama su panašiu kompromisu: atvirkštinio osmoso sistema kainuoja vandens, distiliatorius – elektros, ir nė viena iš šių išlaidų nedingsta vien dėl to, kad įrenginys mažas.

Kodėl vandens skonis gali skirtis

Ištirpę mineralai didele dalimi lemia būdingą vandentiekio ir šaltinio vandens skonį, o atvirkštinis osmosas ir distiliavimas pašalina daugumą jų. Paprastai todėl abiem būdais apdoroto vandens skonis yra blankesnis arba, priklausomai nuo jūsų skonio, švaresnis nei vandens iš čiaupo. Šį poveikį lemia ne vienas konkretus procesas – abu skirtingais būdais sumažina mineralų kiekį vandenyje iki panašaus lygio.

Tiesioginis TDS, arba bendro ištirpusių medžiagų kiekio, rodmuo, kaip skaičius RO600 ekrane, parodo, kiek medžiagų šiuo metu ištirpę konkrečioje stiklinėje. Tai naudingas būdas įsitikinti, kad sistema veikia, ir pastebėti, kada reikia pakeisti kasetę, tačiau vien šis rodmuo neparodo, ar vanduo yra saugus, o mažesnis skaičius automatiškai nereiškia, kad vanduo geriau tinka kiekvienam naudojimo būdui. Apie tai, ką šis skaičius iš tikrųjų matuoja ir koks yra įprastas jo intervalas, skaitykite paaiškinime apie TDS vandenyje.

Ar reikia nerimauti dėl prarandamų mineralų?

Abu procesai kartu su kitomis pašalinamomis medžiagomis pašalina didžiąją dalį kalcio, magnio ir kitų mineralų. Todėl kyla pagrįstas klausimas: ar demineralizuoto vandens gėrimas turi įtakos sveikatai? Pasaulio sveikatos organizacija šį klausimą vertino taip rimtai, kad subūrė specialią mitybos, medicinos ir mokslo ekspertų grupę, kuri nagrinėjo būtent demineralizuotą vandenį ir tai, kaip jį geriausia vėl mineralizuoti (šaltinis: PSO: maistinės medžiagos geriamajame vandenyje). Tai, kad tokia grupė buvo suburta ir ji nuolat cituojama, rodo, kad specialistai šį klausimą laiko iš tiesų atviru, o ne išspręstu viena ar kita kryptimi.

Gana aišku, kad daugumai žmonių, kurių mityba įvairi, geriamasis vanduo yra menkas kalcio ir magnio šaltinis, palyginti su maistu. Todėl vien geriamajame vandenyje esančių mineralų kiekis retai lemia, ar jų suvartojama pakankamai. Jei verčiau norėtumėte išspręsti šį klausimą, o ne toliau jį svarstyti, į vandens tiekimo liniją jungiamas mineralizavimo etapas, pavyzdžiui, TAM3 šarminis mineralizatorius, po atvirkštinio osmoso etapo į vandenį grąžina kalcį, magnį, kalį ir cinką bei padidina pH virš 7,5. Išsamiau apie tai, kokius mineralus atvirkštinis osmosas pašalina, o kokie lieka, skaitykite papildomame straipsnyje apie tai, ką iš tikrųjų pašalina atvirkštinis osmosas. O išsamų vadovą, kodėl ir kaip vėl papildyti atvirkštinio osmoso būdu apdorotą vandenį mineralais, rasite čia.

Kas tinka jūsų atveju: gerti ir gaminti ar naudoti mažuose prietaisuose?

Kasdien geriant ir gaminant maistą, praktinį skirtumą lemia ne tiek vandens chemija, kiek patogumas. Perkant ir laikant distiliuotą vandenį reikia vis iš naujo važiuoti į parduotuvę ir namuose turėti jo talpų, o po plautuve montuojama atvirkštinio osmoso sistema, tokia kaip RO600, tiekia apdorotą vandenį pagal poreikį per atskirą čiaupą. Išmaniajame ekrane rodoma kiekvienos pildomos stiklinės tiesioginė TDS reikšmė.

Mažesniam, retkarčiais pasitaikančiam poreikiui, pavyzdžiui, CPAP drėkintuvo kamerai papildyti, gariniam lygintuvui pripildyti ar akumuliatoriui prižiūrėti, mažai mineralų turintis bet kuriuo iš šių procesų apdorotas vanduo paprastai padeda apriboti nuosėdų kaupimąsi prietaiso viduje. Vis dėlto, kokio tipo vandens konkrečiai reikia, nurodo paties prietaiso instrukcija, nes kai kurie gamintojai išbando ir rekomenduoja vieną procesą, o ne kitą. Plačiau apie tai, kada atvirkštinio osmoso būdu apdorotas vanduo naudingas, o kada jo galimybės ribotos, skaitykite atvirkštinio osmoso pranašumų ir trūkumų vadove.

Palyginus šiuos procesus, vandens kokybės požiūriu jie duoda panašų rezultatą, bet aiškiai skiriasi eksploatavimo išlaidomis: atvirkštinio osmoso sistema sunaudoja dalį vandens, tačiau nuolat tiekia jį pagal poreikį, o distiliuojant sunaudojama elektra ir laikas, be to, vanduo apdorojamas partijomis ir nereikia vandentiekio jungties. Jei labiausiai vargina distiliuoto vandens talpos, po plautuve montuojama sistema yra tiesioginis pakaitalas. Jei vandens reikia tik nedideliais kiekiais ir retkarčiais, paprastesnis pasirinkimas gali būti stalviršio distiliatorius arba distiliuoto vandens pirkimas talpomis.