Для начала несколько строк из Википедии:
Обратный осмос — процесс, в котором, при определённом давлении, растворитель (обычно вода) проходит через полупроницаемую мембрану из более концентрированного в менее концентрированный раствор, то есть в обратном для осмоса направлении. При этом мембрана пропускает растворитель, но не пропускает некоторые растворённые в нём вещества. Обратный осмос используют с 1970-х годов при очистке воды, получении питьевой воды из морской воды, получении особо чистой воды для медицины, промышленности и других нужд. С помощью обратного осмоса также можно производить концентраты соков без нагрева.
Обратный осмос относится к наиболее перспективным и широко применяемым методам очистки и подготовки воды. Установка обратного осмоса способна удалять из воды частицы с размерами 0,001-0,0001 мкм. В этот диапазон попадают соли жёсткости, сульфаты, нитраты, ионы натрия, малые молекулы, красители. Для более эффективной работы рекомендуется применение предварительных ступеней очистки (механическая очистка и микро-, ультра- или нанофильтрация), удаляющих более крупные частицы.
Если говорить более простым языком, то можно сказать, что фильтр обратного осмоса работает на молекулярном уровне, удаляя из воды практически все примеси. Да, это выражение «на молекулярном уровне» давно заезжено и скомпрометировано, но в данном случае так оно и есть. Обратноосмотическая мембрана действительно отфильтровывает молекулы растворенных в воде веществ.
Схема работы обратного осмоса
Здесь представлена схема работы обратноосмотической мембраны.
Исходная вода подаётся слева. На выходе концентрата стоит ограничитель дренажа, который обеспечивает давление, необходимое для работы мембраны. Под действием избыточного давления вода продавливается через мембрану. При этом проходят в основном молекулы воды и растворенных газов, а другие молекулы большей частью остаются перед мембраной и уходят в дренаж.
Для работы мембраны нужно избыточное давление. Мембраны для бытовых установок обратного осмоса рассчитаны на давление в 3-4 атмосферы. Это обычное давление в бытовом водопроводе. При меньшем давлении фильтр станет хуже работать, больше воды будет сливаться в канализацию. Считается, что при меньшем давлении в водопроводе надо ставить фильтры с повышающим насосом. Однако, их установка имеет некоторые особенности, поэтому будет рассмотрена отдельно.
Устройство бытового фильтра с обратным осмосом
Реальный бытовой фильтр с обратноосмотической мембраной устроен несколько сложнее.
Для того, чтобы мембрана «жила долго и счастливо» требуется предварительная подготовка воды. Эту задачу выполняют картриджи предварительной очистки. Обычно это фильтр механической очистки, засыпной картридж с гранулированным активированным углем и картридж из прессованного угля. Активированный уголь нужен в первую очередь для того, чтобы удалять из воды хлор, который разрушает мембрану.
После предочистки вода поступает на мембрану. Там она очищается от различных примесей и поступает в накопительный бак. Дело в том, что производительность бытовой мембраны невелика, порядка 200 литров в сутки. Когда фильтр работает напрямую, без накопительного бака, то вода из крана всего лишь часто капает или льётся тоненькой струйкой. Чтобы не ждать полчаса пока наберётся чайник, используют накопительный бак на 8-12 литров. Он позволяет пользоваться чистой водой не испытывая дискомфорта.
Из накопительного бака вода поступает в кран чистой воды, проходя по пути через угольный постфильтр. Он нужен для дезодорирования воды. Иначе говоря этот картридж убирает остатки запаха и привкуса, которые могут быть в очищенной воде.