Filtr odwróconej osmozy RO3

W hodowli roślin owadożernych używa się wyłącznie czystej, miękkiej wody. Może być to m.in. woda destylowana, demineralizowana lub deszczówka zbierana z terenów o niskim zanieczyszczeniu powietrza. Innym sposobem oczyszczania wody jest proces odwróconej osmozy (reverse osmosis, w skrócie RO).

Osmoza to samoistne, spontaniczne przechodzenie wody przez półprzepuszczalną membranę z roztworu o niższym stężeniu substancji rozpuszczonych do roztworu o wyższym stężeniu. Siłą powodującą przepływ jest różnica stężeń roztworów.

Odwrócona osmoza to proces przechodzenia wody z roztworu o stężeniu wyższym do roztworu o stężeniu niższym, lecz wymuszony pod wpływem zewnętrznej siły. W naszym przypadku tą siłą jest ciśnienie wody w sieci wodociągowej.

Woda z kranu zawiera różne zanieczyszczenia oraz jony, więc ma wyższe stężenie roztworu niż czysta woda, której stężenie jest bardzo małe, bliskie 0. W filtrze odwróconej osmozy, dzięki ciśnieniu z sieci, woda zostaje przepchana przez membranę, która przepuszcza tylko cząsteczki wody, zatrzymując wszelkie większe cząstki.

Na potrzeby hodowli roślin mięsożernych w zupełności wystarczy prosty, trójstopniowy filtr RO3, zwany potocznie "osmozą akwarystyczną". Filtr taki składa się z:

• wstępnego filtra sedymentacyjnego, najczęściej z pianki polipropylenowej
• wstępnego filtra węglowego, z węglem aktywowanym
• membrany półprzepuszczalnej (u mnie 50GPD)

Filtr sedymentacyjny zatrzymuje największe zanieczyszczenia i drobne zawiesiny. Dalej woda płynie do filtra węglowego, który absorbuje m.in. metale ciężkie i chlor. Tak wstępnie oczyszczona woda wędruje do membrany, która wyłapuje najmniejsze cząstki (jony) i mikroorganizmy, które przedostały się przez oba filtry.

Z komory membrany wychodzą dwa wężyki. Jednym płynie (czy raczej cieknie) czysta woda, drugim spływa ściek, czyli tzw. solanka. Na wężyku z odpływem ścieku umieszczony jest ogranicznik przepływu (restryktor), którego zadaniem jest zwiększyć ciśnienie w komorze membrany. Na wyjściu z restryktora jest otworek odpływowy o znacznie mniejszej średnicy niż wejście. Spowalniając przepływ wody, restryktor zwiększa ciśnienie w membranie i usprawnia jej pracę.

Całość jest połączona wężykami 1/4 cala, wpinanymi w wygodne szybkozłączki.

Filtr możemy wpiąć na stałe w sieć wodociągową. Służą do tego trójnik i zaworek, które otrzymujemy w zestawie. Jak widać na zdjęciach, mój filtr jest podłączony pod wąż doprowadzający wodę do WC. Wężyk z restryktorem odprowadza ściek do kanalizacji, a wężykiem biegnącym w prawo cieknie czysta woda.

Filtr można też podłączać okresowo (np. do prysznica), na czas potrzebny do produkcji wody. Należy jednak pamiętać, by zestaw przechowywać z wodą w środku i nie dopuszczać do wyschnięcia. Konieczne są do tego specjalne zaworki, nie zawsze dostępne w standardowym zestawie.

Najważniejsze, co należy mieć na względzie, to że filtr nie jest oczyści całej wody, która do niego wpływa. Jedynie niewielka część (tzw. uzysk) zostaje oczyszczona, pozostała część trafia do kanalizacji. Wydajność membrany zależy od temperatury wody i ciśnienia w sieci. W moim przypadku na każdy 1 litr wody oczyszczonej przypada 4-5 litrów ścieku, czyli uzysk jest na poziomie 17-20%.

Oznaczenie membrany typu 50GPD, 75GPD, 100GPD (gallons per day) oznacza ilość czystej wody liczonej w galonach możliwej do uzyskania w ciągu doby. 1 galon to 3,785 litra, więc membrana 50GPD powinna oczyścić około 190 litrów na dobę, czyli około 8 litrów wody na godzinę. Są to maksymalne wartości podawane przez producenta. Przy moim ciśnieniu wody w sieci membrana 50GPD oczyszcza około 4 litrów na godzinę.

Wydajność membrany można zwiększyć stosując cieplejszą wodę lub zwiększając jej ciśnienie. Należy oczywiście przestrzegać wartości maksymalnych podawanych przez producenta membrany. Wyższe ciśnienie spowoduje mniejszą ilość ścieku, lecz jednocześnie w mniejszym stopniu oczyści wodę.

Nie należy zwiększać ciśnienia w filtrze podmieniając restryktor na mniejszy. Może to doprowadzić do zniszczenia membrany.

Filtry wstępne najczęściej wystarczają wg producenta na 6 miesięcy lub około 6000 litrów przelanej wody. Zakładając uzysk na poziomie 17-20% jeden komplet filtrów wystarczy na 1000-1200 litrów czystej wody. Po 6 miesiącach filtry wstępne powinno się wymienić bez względu na stopień zużycia. Po tym okresie mogą nie filtrować z pełną wydajnością, przez co większe zanieczyszczenia mogą przedostać się do membrany. To z kolei skraca żywotność samej membrany. Prawidłowo używana membrana powinna wystarczyć na 2-3 lata.

Zakup filtra ma sens, jeśli zużywamy większe ilości wody do naszej hodowli. Przyjmijmy, że chcemy kupić zwykły, prosty zestaw za 130 zł (membrana + 2 filtry). Zakładamy ostrożnie, że membrana starczy nam na 2 lata, a filtry będziemy wymieniać co 6 miesięcy, czyli w ciągu 2 lat zużyjemy dodatkowe 3 komplety. Koszty samego sprzętu wyniosą zatem: 130 zł + 3 x 25 zł = 205 zł.

Poniższe wyliczenia opieram na dodatkowych założeniach:

• za 1 m³ wody i ścieków płacę wg rachunku 6,58 zł. Mieszkańcy bloków w założeniu mają zwykle ilość wody równą ilości ścieków, wystarczy dodać obie pozycje z rachunku. Jeśli ktoś zleca wywóz ścieków (domek jednorodzinny + szambo) i chce mieć wiarygodny wynik, musi sam sobie obliczyć tenże koszt w przeliczeniu na 1 m³).
• pomijam podwyżki opłat za wodę i ścieki.
• na każdy 1 litr czystej wody przypada 5 litrów ścieku (razem 6 litrów). Ta wartość może się niestety różnić, w zależności od ciśnienia wody, stopnia jej zanieczyszczenia i temperatury.
• nie chce mi się bawić w budowę filtra opartego o żywice jonowymienne, choć to też jest metoda: info.

Przykład I.
Zużywam do hodowli średnio 20 litrów miesięcznie, zatem przez 2 lata zużyję 20 l x 24 m-ce = 480 litrów.
Na wyprodukowanie 480 litrów czystej wody potrzebuję 480 x 6 = 2880 litrów, czyli 2,88 m³.
Zatem koszt wody to 2,88 x 6,58 zł = 18,95 zł, dodając 205 zł za sprzęt mamy 223,95 zł.
Dzieląc koszty przez ilość litrów czystej wody mamy 223,95 zł : 480 l = 0,466 zł / litr.

Jeśli więc zużywam do hodowli 20 litrów czystej wody miesięcznie płacę niecałe 47 groszy za produkcję 1 litra. Jest to koszt porównywalny z ceną wody demineralizowanej w hipermarketach typu Tesco. Przy użytkowaniu membrany przez 3 lata (i 5 dodatkowych zestawach filtrów) koszt produkcji wynosić będzie 39 gr za litr.

Przykład II.
W rzeczywistości zużywam średnio 200 litrów miesięcznie, zatem przez 2 lata zużyję 200 l x 24 m-ce = 4800 litrów.
Na wyprodukowanie 4800 litrów czystej wody potrzebuję 4800 x 6 = 28800, czyli 28,8 m³.
Zatem koszt samej wody to 28,8 x 6,58 zł = 189,50 zł, dodając 205 zł za sprzęt mamy 394,50 zł.
Dzieląc koszty przez ilość litrów czystej wody mamy 394,50 zł : 4800 l = 0,082 zł / litr.

Zatem przy moim zużyciu płacę nieco ponad 8 groszy za produkcję 1 litra wody.

Podsumowując:
Przy moich stawkach minimalne opłacalne zużycie to 20 litrów miesięcznie. Koszt wyprodukowania 1 litra wody maleje wraz z ilością litrów zużywanych w ciągu miesiąca. Jednak przy założeniu, że miesięczne zużycie wyniesie nawet 250 lub 300 l, a roczne zużycie filtrów to 3 lub 4 komplety, koszt 1 litra wody cały czas oscyluje w granicach 8 groszy. Inne ilości wody można łatwo obliczyć korzystając z powyższych założeń.

Dokładne informacje nt. odwróconej osmozy oraz działania filtra znajdują się na stronie flytrap.pl