Традиційні способи очищення води – механічні, хімічні або реагентні – не забезпечують в більшості випадків необхідну ефективність очищення. Особливий інтерес викликають мембранні методи розділення – зворотний осмос, ультрафільтрація і мікрофільтрація, що дозволяють очищати від солей, органічних речовин, колоїдів і суспензій. Метод зворотного осмосу полягає в фільтруванні розчинів під тиском через напівпроникні мембрани, пропускають розчинник (воду) і затримують молекули або іони розчинених речовин.
Таким чином, з води видаляються солі жорсткості (кальцій, магній); залізо, марганець; мідь, свинець, кадмій, радіоактивні ізотопи; фториди; хлориди, нітрати, нітрити, фосфати; хлор; органічні сполуки; пестициди; бактерії та віруси.
Для очищення питної води застосовують мембранні апарати з рулонним фільтруючим елементом.

Осмос та зворотний осмос

Обратно осмотические установки фильтрации
Процес зворотного осмосу, як спосіб очищення води, використовується з початку 60-х років. Спочатку він застосовувався для опріснення морської води. Сьогодні за принципом зворотного осмосу в світі виробляються сотні тисяч тон питної води на добу.
Удосконалення технології зробило можливим застосування зворотно осмотичних систем в домашніх умовах. На даний момент в світі вже встановлені тисячі таких систем. Отримана зворотним осмосом вода має унікальну ступінь очищення. За своїми властивостями вона близька до талої води стародавніх льодовиків, яка визнається найбільш екологічно чистою і корисною для людини.
В процесі зворотного осмосу вода і розчинені в ній речовини розділяються на молекулярному рівні, при цьому з одного боку мембрани накопичується практично ідеально чиста вода, а всі забруднення залишаються по іншу її сторону. Таким чином, зворотний осмос забезпечує набагато вищий ступінь очищення, чим більшість традиційних методів фільтрації, заснованих на фільтрації механічних частинок і адсорбції ряду речовин за допомогою активованого вугілля.
У системах зворотного осмосу побутового призначення тиск вхідної води на мембрану відповідає тиску води в трубопроводі. У разі, якщо тиск зростає, потік води через мембрану також зростає.

Обратно осмотические установки фильтрации
На практиці, мембрана в повному обсязі затримує розчинені у воді речовини. Вони проникають через мембрану, але в дуже малих кількостях. Тому очищена вода все-таки містить незначну кількість розчинених речовин. Важливо, що підвищення тиску на вході не призводить до зростання вмісту солей у воді після мембрани. Навпаки, більший тиск води не тільки збільшує продуктивність мембрани, але і покращує якість очищення. Іншими словами, чим вище тиск води на мембрані, тим більше чистої води кращої якості можна отримати.
В процесі очищення води концентрація солей з боку входу зростає, через що мембрана може засмітитися і перестати працювати. Для запобігання цьому уздовж мембрани створюється примусовий потік води, що змиває «розсіл» в дренаж.
Ефективність процесу зворотного осмосу по відношенню до різних домішок і розчинених речовин залежить від ряду факторів. Тиск, температура, рівень рН, матеріал, з якого виготовлена мембрана, і хімічний склад вхідної води, впливають на ефективність роботи систем зворотного осмосу.
Неорганічні речовини дуже добре відділяються зворотноосмотичною мембраною. Залежно від типу застосовуваної мембрани (ацетатцеллюлозна або тонкоплівкова композитна) ступінь очищення становить по більшості неорганічних елементів 85% -98%.

Обратно осмотические установки фильтрацииМембрана зворотного осмосу також видаляє з води і органічні речовини. Органічні речовини з молекулярною вагою понад 100-200 видаляються повністю; а з меншим – можуть проникати через мембрану в незначних кількостях. Великий розмір вірусів і бактерій практично виключає вірогідність їх проникнення через мембрану.
У той же час, мембрана пропускає розчинені у воді кисень та інші гази, що визначають її смак. В результаті, на виході системи зворотного осмосу виходить свіжа, смачна, настільки чиста вода, що вона, строго кажучи, навіть не вимагає кип’ятіння.
Мембранний елемент має вигляд пакета три кромки якого герметизовані, а четверта кріпиться до перфорованої трубці для відведення фільтрату.
Пакет разом з сіткою-сепаратором накручується на цю трубку. Колективна суміш рухається в поздовжньому напрямку по між мембранним каналам, фільтрат по дренажному матеріалу надходить в відведену трубку. Мембранні апарати цього типу мають високу щільність упаковки мембран (300 – 800) м3 / м2.

Для збільшення терміну служби мембрани, вода повинна пройти попереднє очищення від механічних домішок, кислот, лугів і окисників.