Cos'è un filtro ad osmosi inversa? Una guida in inglese semplice su come funziona RO

La maggior parte delle persone incontra l'osmosi inversa per la prima volta stando in cucina, guardando un rubinetto riempire un bicchiere più lentamente di quanto si aspettassero. La domanda che segue è quasi sempre la stessa: cos’è in realtà un filtro ad osmosi inversa e perché viene trattato come qualcosa di diverso dalla brocca o dalla cartuccia a carbone che lo precedeva? Dopo oltre quindici anni di produzione di cartucce, alloggiamenti e sistemi RO completi, abbiamo risposto a questa domanda in molte lingue diverse. La versione breve è questa: un filtro ad osmosi inversa non è un filtro più fine. Funziona secondo un principio completamente diverso e, una volta che questo principio scatta, tutto il resto del sistema, dal prefiltro dei sedimenti al serbatoio di stoccaggio, inizia ad avere senso.

Di seguito è riportata una semplice spiegazione di come funziona la filtrazione RO, cosa rimuove, cosa non rimuove e cosa aspettarsi una volta installato in una casa o in una cucina commerciale.

Cos'è veramente un filtro ad osmosi inversa

L'osmosi è una delle abitudini tranquille della natura. Quando due soluzioni acquose con concentrazioni diverse vengono separate da una membrana semipermeabile, l'acqua si sposta naturalmente dalla soluzione più debole verso quella più forte, cercando di pareggiare le cose. Questa deriva è l’osmosi e la pressione che genera è chiamata pressione osmotica.

L'osmosi inversa inverte semplicemente la direzione. Applicando una pressione maggiore della pressione osmotica naturale sul lato più concentrato, l'acqua viene forzata nella direzione opposta, attraverso la membrana, mentre i solidi disciolti vengono trattenuti. Ciò che passa attraverso è l'acqua con la maggior parte del suo contenuto disciolto rimosso; ciò che rimane viene portato via come flusso di concentrato separato. Niente viene bruciato, alterato chimicamente o fatto bollire. È una separazione fisica guidata dalla pressione.

La membrana che svolge questo lavoro è un foglio sottile e strettamente avvolto con pori misurati in frazioni di micron, abbastanza piccoli da impedire agli ioni idratati e alla maggior parte delle molecole disciolte di seguire l'acqua. Poiché la membrana è il cuore del sistema, tutto ciò che è costruito attorno ad essa esiste per proteggerla: gli stadi di sedimenti e carbonio a monte tengono le particelle e il cloro lontani dalla superficie della membrana, e uno stadio di lucidatura a valle ripristina il sapore dell'acqua prima che raggiunga il vetro.

Cosa succede all'interno di un filtro ad osmosi inversa

Un filtro ad osmosi inversa residenziale è raramente un singolo componente. È una breve catena di montaggio di fasi e ognuna ha un lavoro.

Il prefiltro dei sedimenti

Una cartuccia per sedimenti da cinque micron cattura ruggine, sabbia, limo e detriti di tubi prima che possano raggiungere qualsiasi cosa delicata. Questa è la fase meno affascinante e quella che decide silenziosamente quanto dura il resto del sistema.

Il prefiltro al carbone

Il cloro è il peggior nemico della membrana, perché degrada gradualmente il polimero che effettua il rigetto. Una fase di blocco del carbonio rimuove prima il cloro e molti composti di sapore e odore. Anche i buoni blocchi di carbonio sono una storia a sé, e se vuoi approfondire quella singola fase, i nostri appunti su filtri a carbone attivo per la riduzione del cloro coprire la meccanica.

La membrana

È qui che avviene la vera e propria osmosi inversa. L'acqua viene spinta attraverso la membrana sotto pressione, i sali e i metalli disciolti vengono respinti e il concentrato viene inviato allo scarico. Una membrana ben realizzata resiste per due o tre anni in normali condizioni domestiche e sono le sue condizioni, non il marchio sull'alloggiamento, a determinare la qualità dell'acqua finita.

Il post-filtro

L'acqua che esce da un serbatoio di stoccaggio può avere un sapore piatto perché i minerali che le davano carattere sono scomparsi. Una fase finale di carbonio o minerale attenua il problema e alcuni sistemi aggiungono una cartuccia minerale o pH per ripristinare un po' di equilibrio.

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I sistemi organizzati in questo modo sono spesso descritti in base al numero di stadi piuttosto che alle dimensioni. Un’unità a sei stadi, ad esempio, in genere aggiunge una cartuccia minerale o alcalina alle cinque fasi precedenti, motivo per cui due macchine con impronte simili possono produrre acqua notevolmente diversa.

Cosa rimuove un filtro ad osmosi inversa e cosa lascia dietro di sé

L'RO è ad ampio spettro piuttosto che selettivo. Non prende di mira un contaminante; respinge la maggior parte del materiale disciolto al di sopra di una certa dimensione. La tabella seguente mostra approssimativamente cosa aspettarsi da una membrana adeguatamente mantenuta e le fasi che la accompagnano.

Vale la pena ripetere due onesti avvertimenti. Innanzitutto, RO non sterilizza. Blocca fisicamente i microrganismi, il che non equivale a ucciderli, quindi un sistema rimasto inutilizzato o contaminato può comunque causare problemi. In secondo luogo, l’RO rimuove i minerali benefici insieme a quelli dannosi, motivo per cui esistono cartucce minerali e pH.

La questione delle acque reflue

Ogni filtro ad osmosi inversa produce due flussi: l'acqua purificata che bevi e un flusso concentrato che porta via i solidi scartati. I primi sistemi mandavano nello scarico tre o quattro litri per ogni litro di acqua potabile. I progetti moderni utilizzano limitatori di flusso, ricircolo e pompe ad alta pressione per avvicinare tale rapporto a uno a uno, e le unità senza serbatoio più grandi spesso fanno ancora meglio.

È utile pensare al concentrato come all'acqua che effettua la pulizia piuttosto che come pura perdita. La membrana deve essere lavata continuamente, altrimenti i solidi disciolti si accumulano sulla sua superficie e ne riducono la durata. Tagliare lo scarico per risparmiare acqua solitamente costa di più nella sostituzione della membrana rispetto al risparmio al contatore.

Portata, pressione e produzione giornaliera

I valori della membrana sono espressi in galloni al giorno e il numero conta più del conteggio delle fasi. Una membrana da 75 GPD abbinata a un piccolo serbatoio a pressione fornisce acqua in brevi raffiche e si ricarica tra un utilizzo e l'altro, il che è adatto a una famiglia che aspira pochi litri alla volta. Le unità da 400, 600, 800 o 1000 GPD di solito saltano del tutto il serbatoio e producono acqua su richiesta, motivo per cui finiscono sui banconi delle cucine e negli uffici affollati.

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La produzione dipende anche dalla pressione e dalla temperatura in ingresso. L'acqua fredda in inverno scorre attraverso una membrana più lentamente dell'acqua calda in estate, e una fornitura domestica inferiore a circa 40 psi non consentirà mai a una membrana di raggiungere il suo valore nominale senza una pompa booster. Se stai confrontando le configurazioni, la gamma più ampia di sistemi ad osmosi inversa mostra quanto le scelte relative a serbatoio, pompa e alloggiamento modificano le prestazioni nel mondo reale.

Mantenere funzionante un filtro ad osmosi inversa

Un sistema RO è una macchina consumabile, non un dispositivo permanente. Le prestazioni diminuiscono silenziosamente, molto prima che qualcosa sembri rotto, e l’unico segnale affidabile è il calendario.

• Prefiltro per sedimenti: ogni tre-sei mesi, prima in caso di sedimenti pesanti.
• Prefiltro e postfiltro al carbone: ogni sei-dodici mesi.
• Membrana: ogni due-tre anni, oppure quando la produzione diminuisce sensibilmente.
• Serbatoio di stoccaggio: controllare annualmente la pressione; sostituire quando l'erogazione dell'acqua rallenta.

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Sostituire lo stadio di carbonio nei tempi previsti è l’unico modo più economico per proteggere la membrana ed è il passaggio che la maggior parte delle famiglie salta.

Quando ha senso un filtro ad osmosi inversa

RO non è la risposta giusta per ogni tocco. Guadagna il suo posto in situazioni abbastanza specifiche:

• Acqua con elevato contenuto di solidi totali disciolti, durezza o notevole salinità.
• Case su pozzi dove la durezza, il ferro o i metalli sono una preoccupazione ricorrente.
• Le aree in cui conducono linee di servizio o impianti idraulici più vecchi sollevano domande reali.
• Macchine per caffè espresso, macchine per il caffè e produttori di ghiaccio, dove il calcare rovina rapidamente le attrezzature.
• Acquari, impianti idroponici e laboratori che necessitano di acqua costante, a base quasi zero.

Laddove l'acqua è già dolce, povera di solidi disciolti e leggermente clorata, può essere sufficiente un filtro a carbone o multistadio più semplice. Non esiste alcun premio per possedere più stadi di quelli richiesti dall'acqua, e preferiremmo dirlo a un cliente piuttosto che vendere un sistema di cui non ha bisogno.

Idee sbagliate comuni

• L'acqua RO non è acqua "morta". È semplicemente povero di minerali, che la dieta sostituisce facilmente.
• RO non è la stessa cosa di una brocca di carbone. Le brocche gestiscono il gusto e il cloro; non rifiutano i sali disciolti.
• Un rubinetto lento non è sempre un sistema difettoso. L'acqua di alimentazione fredda e la bassa pressione rallentano ogni membrana.
• Il conteggio delle tappe non è una classifica di qualità. Un sistema a membrana a tre stadi ben costruito può sovraperformare un sistema a sette stadi con scarsa manutenzione.

Un filtro ad osmosi inversa è, in sostanza, un'idea molto semplice eseguita con grande precisione: spingere l'acqua abbastanza forte, contro la sua naturale inclinazione, attraverso una membrana abbastanza fine da trattenere il materiale disciolto. Tutto il resto, gli alloggiamenti, le cartucce, le pompe e i serbatoi, esiste per consentire a quel foglio di polimero di fare il suo lavoro per anni senza lamentarsi.

Se stai scegliendo un sistema, inizia con il rapporto sull'acqua anziché con la foto del prodotto. Sapere cosa c'è effettivamente nell'acqua ti dice di quali fasi hai bisogno, quanto spesso cambiarle e per quanta capacità vale la pena pagare. Questo è lo stesso consiglio che diamo ogni settimana agli acquirenti e ai partner OEM e non ha mai portato nessuno in errore.