Budowa, testy zestawu filtra RO z dwiema membranami i pompą ciśnieniową.

Przygotowanie i utrzymanie wody w akwarium.
GrandeOW
Posty: 676
Rejestracja: poniedziałek 15 mar 2021, 07:38
3
Lokalizacja: Warszawa - Ochota
Imię: Tomek
Been thanked: 67 times
Wiek: 40

Filtr RO.jpg

Temat historycznie powstał w marcu 2019 roku. Lekkie zawirowania na forum spowodowały, że zaginął, ale nie ma tego złego, co by na dobre nie wyszło - wtedy pisałem temat posiadając zestaw stosunkowo krótko. Teraz mam już za sobą pewien bagaż doświadczeń i mogę uzupełnić wpis o spostrzeżenia i modyfikacje, których dokonałem w przeciągu ponad dwóch lat eksploatacji. Poza tym na forum pojawiło się kilka "nowych" osób, które może skorzystają, bo temat poprzednio gdzieś się schował i nawet ja go nie mogłem znaleźć.

Na początek oczywiście parę słów z przeszłości - czyli po co taki zestaw i takie tam.

Temat uzyskiwania wody RO jest to dla mnie temat o tyle istotny, że używam jej regularnie w krewetkariach. Nie są to ilości porażające, ale w skali tygodnia czy miesiąca trochę tej wody muszę nazbierać. W moich warunkach (braku czasu, braku możliwości podpięcia filtra na stałe do instalacji oraz braku miejsca na duży zbiornik z uzyskaną wodą) jest po prostu bardzo uciążliwe.

Do czasu zbudowania tego zestawu używałem zestawu filtrującego ROAL5. W standardzie były w nim dwa wkłady sedymentacyjne, dwa wkłady węglowe oraz membrana. Ponadto za membraną dołączyłem wkład demineralizujący, aby dodatkowo oczyścić uzyskaną wodę z membrany, ale nie ukrywam, że jego żywotność była bardzo krótka i po niedługim czasie nie specjalnie odczuwałem różnicę, więc nie specjalnie polecam. Liczyłem, że popracuje dłużej. Całość podłączałem do instalacji wodnej w jedynym możliwym u mnie w domu miejscu czyli do baterii prysznicowej. Teoretycznie wszystko było jak należy. Wodę uzyskiwałem względnie czystą (wyniki przewodności wahały się w okolicach 40-70 µS - po tym jak wkład demineralizujący odmówił współpracy), ale problemem był czas. Uzyskanie pięciu litrów wody zajmowało mi około 45 minut, a czasami nawet dłużej. Biorąc pod uwagę, że często potrzebowałem kilku takich zbiorników czystej wody, to od mojego powrotu z pracy, do momentu przejęcia łazienki przez domowników nie byłem w stanie nazbierać potrzebnej wody. Na siedzenie po nocy i zbieranie wody po prostu nie miałem ochoty. Postanowiłem więc coś z tym zrobić. Poczytałem troszkę jak to robią inni, jakie mają pomysły i postanowiłem zadziałać. Mniej więcej równolegle do mnie (już teraz nie pamiętam dokładnie) swój zestaw modernizował / budował radmac i to była dla mnie zarówno pomoc i inspiracja.

Nie chciałbym, aby ten tekst był traktowany jako poradnik, bo specem nie jestem. Przy okazji składania zestawu poczyniłem jednak kilka testów, które pokazują kilka zależności wpływających na uzyskiwane wyniki, a w tym jakość wody i tempo jej uzyskania (po dwóch latach użytkowania nic się w tym temacie nie zmieniło). Wnioski oczywiście nie są odkryciem Ameryki, a raczej potwierdzeniem, że Ona istnieje, ale jeśli ktoś nie wgłębiał się nigdy w tematykę jak działa filtr RO być może skorzysta z moich doświadczeń i coś wniesie do swojego zestawu.

BUDOWA

Głównym założeniem tworzonego zestawu było zwiększenie jego wydajności. Dodatkowo w miarę możliwości zależało mi na zmniejszeniu odpadu oraz polepszeniu jakości uzysku. Od razu napiszę, że koszt zestawu, który zrobiłem był dość spory, ale nie chciałbym, żeby było to meritum tematu. Dla mnie priorytetem był czas. Koszty schodziły trochę na drugi plan. Zdecydowałem się na następujący zestaw:
  • prefiltry (wkład sedymentacyjny 10mic., wkład węglowy, wkład sedymentacyjny 5mic.),
  • pompa podnosząca ciśnienie (membranowa samozasysająca; 36W; 24V; do membran 50 GPD, 75 GPD, 100 GPD; link do aukcji)
  • czujnik niskiego ciśnienia na wejściu do układu – przed prefiltrami (czujnik dołączony był do pompy),
  • manometr testowy między wyjściem z pompy, a wejściem do pierwszej membrany,
  • dwie szeregowe membrany osmotyczne 75 GPD PENTAIR (maksymalna temperatura pracy zgodnie z etykietą wynosi do 49 st. C) – odpad z pierwszej membrany kierowany jest na wejście do drugiej membrany,
  • ogranicznik ścieku FLOW 420 za drugą membraną,
  • wkład liniowy 2" OWCL2-MB400 zasypany żywicą PUROLITE MB400
Po dłuższej walce z ułożeniem poszczególnych elementów, aby było to w miarę kompaktowe, prezentuję otrzymany zestaw. Zdjęcia od 1 do 6 przedstawiają pierwotną maszynę. Ostatnie zdjęcie uwzględnia małe modyfikacje, które wprowadziłem po jakimś czasie użytkowania (nic szczególnego, ale z punktu widzenia użytkowego było to dla mnie istotne). Informacje, jakie zmiany wprowadziłem i po co, zamieszczam poniżej zdjęć.

Filtr RO - Zdjęcie 1.jpg

Filtr RO - Zdjęcie 2.jpg

Filtr RO - Zdjęcie 3.jpg

Filtr RO - Zdjęcie 4.jpg

Filtr RO - Zdjęcie 5.jpg

Filtr RO - Zdjęcie 6.jpg

Filtr RO - Zdjęcie 7.JPG

Tak jak wspomniałem powyżej, do zestawu wprowadziłem (z biegiem czasu) lekkie zmiany, które miały na celu ułatwienie obsługi filtra oraz wydłużenie żywotności niektórych jego elementów. Pewnie bym o tym nie pisał, gdyby nie to, że zdjęcia (poza ostatnim) nie uwzględniają tych zmian i mogłyby wprowadzić nikogo w błąd:
  1. Pierwsza zmiana dotyczyła "obejścia" ogranicznika ścieku, tak aby przed użyciem filtra w bardzo łatwy sposób była możliwość przepłukania membran solidną ilością wody. Do czasu zamontowania dwóch zaworków musiałem odpinać wężyk przed ogranicznikiem, a był on nieco schowany. Teraz wystarczy zamknąć jeden zawór, a odkręcić drugi. Szybka i bezproblemowa zmiana, a na pewno może mieć wpływ na żywotność membran w zestawie (bo bez problemu mogę to zrobić przy każdym użyciu).
  2. Druga zmiana miała na celu możliwość "odcięcia" wkładu żywicznego od zestawu. Nie zawsze potrzebuję aż tak czystej wody, jaką otrzymywałem po przepuszczeniu przez żywicę, a nie jest ona niestety tania i dość szybko się zużywa. Dołożenie kilku zaworków (może nie są już one bardzo dyskretne) sprawiło, że w parę sekund mogę wyeliminować przepływ wody przez ten wkład i pobierać ją bezpośrednio po wyjściu z drugiej membrany. Myślę, że woda, jak na moje potrzeby, jest wystarczająco czysta, a na pewno jest taniej.
Niby nic takiego, a jednak uważam, że takie rzeczy warto wziąć pod uwagę jak się coś buduje od zera.

TESTY

Testy jakości wody i wydajności poszczególnych elementów prowadziłem na trzech etapach łączenia zestawu. W pierwszej kolejności na warsztat wziąłem zestaw składający się z prefiltrów i jednej membrany (najpopularniejsze zestawienie przy filtrach RO). Następnie sprawdziłem zestaw z dwiema membranami, a na koniec zestaw kompletny, którego elementy wymieniłem powyżej. Na każdym z powyższych etapów próby wykonywałem zarówno dla wody zimnej jak i ciepłej oraz dla włączonej i wyłączonej pompy podnoszącej ciśnienie. Całość dla czytelności wstawiłem do tabeli. W razie gdyby opisy były niezrozumiałe w miarę moich możliwości postaram się wyedytować tabelę, albo dołożyć dodatkowy opis. Poniżej zamieszczam wyniki testów:

Testy filtra.png

W powyższej tabeli, w kolumnach poświęconych zestawowi kompletnemu oraz zestawowi z dwiema membranami nie byłem w stanie przeprowadzić wszystkich pomiarów (komórki oznaczyłem jako "brak danych"). Każde rozłączenie zestawu w celu pobrania próbki w warunkach jakimi dysponowałem spowodowałoby zmiany wyników końcowych, na których zależało mi najbardziej. Orientacyjne wyniki dla pól z oznaczeniem "brak danych" można odczytać z wcześniejszych etapów składania zestawu.

Z powodu, o którym piszę powyżej, w tabeli nie znalazły się wyniki jakości wody po przejściu przez prefiltry. Przewodność wody na tym etapie zmierzyłem przy rozłączonym zestawie oraz bez pompy podnoszącej ciśnienie. Wynosiła ona 880 µS i 890 µS odpowiednio dla wody zimnej i ciepłej. Wyniki te traktowałbym jednak bardzo orientacyjnie, bo przy zmianie ciśnienia w zestawie (jak pokazały wyniki) wartości te mogą się różnic znacząco.

Badanie przewodności elektrycznej wykonywałem nowym, fabrycznie skalibrowanym miernikiem EC-Meter AquaPro Exclusiv.

PODSUMOWANIE

Tak jak pisałem na wstępie specem nie jestem, więc nie czuję się kompetentny, żeby jakieś teorie tu wymyślać. Jeśli chodzi o jakieś wnioski to wyniki potwierdzają fakt, że zastosowanie pompy ciśnieniowej, drugiej membrany oraz ciepłej wody zwiększa uzysk, ale zabierając się za testowanie nie chodziło mi tylko o to, bo to właśnie byłoby takie odkrywanie Ameryki. Najbardziej zależało mi na sprawdzeniu na własnej skórze jaka będzie skala różnic w wynikach i chyba w jakimś stopniu mi się udało uchwycić.

Jeśli ktoś będzie się przymierzał do rozbudowania zestawu to na podstawie tabeli można sobie przeanalizować czy lepiej zainwestować na przykład w drugą membranę czy pompę ciśnieniową, ale to już każdy niech sobie przemyśli po swojemu.

Podsumowując to jestem zadowolony z wyników i mogę to potwierdzić już jako dwuletni użytkownik zestawu. Najczęściej uzyskuję wodę czystą z wody zimnej przy użyciu pompy ciśnieniowej. Uzysk rzędu 26 litrów (zgodnie z powyższą tabelą) na godzinę w zupełności mi wystarcza (ze spostrzeżeń mogę napisać, że w lecie, kiedy zimna woda w kranie jest cieplejsza, uzysk jest większy nawet pomimo zmęczenia membrany). Dodatkowo analizując głębiej tabelę (wyniki z etapów składania zestawu) widać, że woda uzyskiwana z wody zimnej na obu membranach jest zdecydowanie lepszej jakości, a to (wyciągając dalekoidące wnioski) wpłynie na trwałość membrany oraz wolniejsze zużycie żywicy (jeśli decyduję się włączyć ją w obieg), a to oznacza mniej roboty przy częstych wymianach wkładów i potencjalnie mniejsze koszty, bo pomimo wszystko jest to ważna sprawa.

Dopiszę jeszcze, że zestaw planuję rozbudować jeszcze minimalnie ze względów bezpieczeństwa (planuję to od początku, ale zawsze coś jest innego do zrobienia). Chciałbym dołożyć czujnik wysokiego ciśnienia, który był przy pompie, ale go pierwotnie nie podłączyłem, myśląc że będzie niepotrzebny. Uważam, że nawet jeśli nie używam zbiornika na czystą wodę to warto jest go zamontować na wypadek omyłkowego zakręcenia zaworu spustowego dla wody czystej czy odpadu (co może się zdarzyć szczególnie gdy zaworów w zestawie pojawiło się sporo, a kolejność ich zamykania / otwierania ma znaczenie).

Jeśli jest ktoś zainteresowany to mogę rozrysować dokładniej jak wszystko jest połączone i jakie czynności wykonuję podczas użytkowania filtra (które zawory zamykam / otwieram itd.), ale wydaje mi się, że sprawa jest jasna i nie specjalnie jest co popsuć.
Awatar użytkownika
radmac
Posty: 635
Rejestracja: niedziela 14 mar 2021, 22:29
3
Lokalizacja: Gdynia
Has thanked: 19 times
Been thanked: 84 times
Wiek: 3

GrandeOW pisze: piątek 09 kwie 2021, 10:49 zmiana dotyczyła "obejścia" ogranicznika ścieku, tak aby przed użyciem filtra w bardzo łatwy sposób była możliwość przepłukania membran solidną ilością wody. Do czasu zamontowania dwóch zaworków musiałem odpinać wężyk przed ogranicznikiem, a był on nieco schowany.
w tym przypadku tak naprawdę potrzebny jest tylko jeden zaworek - do by-pass'u. Jak jest zamknięty - woda idzie w ogranicznik. Jak jest otwarty woda leci obejściem i mooooże coś tam przez ogranicznik ale co z tego? nie rzutuje to na i tak duży przepływ przez by-pass.
Wawariat
GrandeOW
Posty: 676
Rejestracja: poniedziałek 15 mar 2021, 07:38
3
Lokalizacja: Warszawa - Ochota
Imię: Tomek
Been thanked: 67 times
Wiek: 40

Zgadza się. Zaworków jest trochę za dużo. Dodając czujnik wysokiego ciśnienia postaram się zoptymalizować ich liczebność i trochę je poukładać, żeby było elegancko.
GrandeOW
Posty: 676
Rejestracja: poniedziałek 15 mar 2021, 07:38
3
Lokalizacja: Warszawa - Ochota
Imię: Tomek
Been thanked: 67 times
Wiek: 40

radmac pisze: piątek 09 kwie 2021, 11:37 w tym przypadku tak naprawdę potrzebny jest tylko jeden zaworek - do by-pass'u. Jak jest zamknięty - woda idzie w ogranicznik. Jak jest otwarty woda leci obejściem i mooooże coś tam przez ogranicznik ale co z tego? nie rzutuje to na i tak duży przepływ przez by-pass.
Odnośnie takich bocznych przepływów to wbrew pozorom nie są one aż tak minimalne. Oczywiście w tym przypadku nie ma to kompletnie znaczenia, ale kiedyś właśnie płukałem membrany i nie otworzyłem zaworu ujściowego za membraną (z czystą wodą). Pomimo, że woda leciała z pominięciem ogranicznika to membrana lekko filtrowała wodę. Pewnie sama instalacja powodowała opory podczas przepływu wody i wzrost ciśnienia. Efekt taki że po jakimś czasie po otwarciu zaworu za membranami miałem nie lada zdziwienie, bo woda aż strzeliła.

To też jest jeden z powodów przez które zmieniłem zdanie i uważam, że nawet w takiej instalacji warto założyć czujnik wysokiego ciśnienia.
Awatar użytkownika
radmac
Posty: 635
Rejestracja: niedziela 14 mar 2021, 22:29
3
Lokalizacja: Gdynia
Has thanked: 19 times
Been thanked: 84 times
Wiek: 3

GrandeOW pisze: piątek 09 kwie 2021, 12:13 woda leciała z pominięciem ogranicznika to membrana lekko filtrowała wodę
mam to samo u siebie - jak odpalam swój kombajn to najpierw jest płukanie membran i tak - woda 'czysta' leci.
jedna dodatkowa rzecz - ponieważ mam czujki TDS na wejściu i wyjściu to widać, że ta pierwsza czysta woda jest tak naprawdę brudna. TDS pokazuje więcej niż 199ppm (a działa tylko do 199) i pierwszy literek powinien iść w kanalizację.
Podejrzewam że to jest problem, który zabijał Twoją żywicę jonowymienną. W dodatku, jeśli zbierasz niewielkie ilości wody za jednym posiedzeniem, to ten pierwszy litr brudnego uzysku znacząco podnosi Ci przewodność całego uzysku. Ja zbieram jednorazowo 60 litrów więc 1 litr dużo nie zmienia (a już myślę nad systemem który pierwszy litr by wylewał automatycznie). Jeśli Ty zbierasz powiedzmy 10 litrów to już robi.
Wawariat
GrandeOW
Posty: 676
Rejestracja: poniedziałek 15 mar 2021, 07:38
3
Lokalizacja: Warszawa - Ochota
Imię: Tomek
Been thanked: 67 times
Wiek: 40

@radmac teraz już mam żywicę odłączoną zaworkami, więc nie wrzucam na nią "pierwszej" wody. Przed rozpoczęciem zbierania wody najpierw przepłukuję membrany dość solidnie, a później spuszczam trochę "czystej" wody w kanał. Wody zbieram około 60-80 litrów, ale nie robię tego często. Średnie zużycie tygodniowe to około 20l, więc filterek odpalam co jakieś 3 tygodnie, a czasem pewnie rzadziej jak spóźnię się z podmiankami.
ODPOWIEDZ