Odwrócona Osmoza: Zasada Działania i Zastosowanie
- Szczegóły
Odwrócona osmoza to zaawansowana metoda oczyszczania wody, która zyskała popularność zarówno w zastosowaniach domowych, jak i przemysłowych. Odwrócona osmoza jest jedną z metod uzyskiwania wody zdemineralizowanej, przy czym w odwróconej osmozie polega ona na rozdziale na dwa strumienie: jonów rozpuszczonych w wodzie i wody.
Co to jest osmoza?
Procesy osmotyczne polegają na przenikaniu rozpuszczalnika (wody) z roztworu o niższym stężeniu do roztworu o stężeniu wyższym przez półprzepuszczalną membranę. Zjawisko osmozy jest naturalnym procesem zachodzącym bez przerwy we wszystkich żywych organizmach i polega na przenikaniu cząsteczek wody przez półprzepuszczalną błonę - z roztworu o stężeniu mniejszym do roztworu o stężeniu większym. Półprzepuszczalnymi błonami otoczone są komórki wszystkich żywych organizmów. Osmoza jest zjawiskiem, które zachodzi pod wpływem gradientu stężeń między dwoma roztworami o różnym stężeniu, oddzielonymi półprzepuszczalną membraną.
Zasada działania odwróconej osmozy
Odwrócona osmoza - Zasada działania procesu odwróconej osmozy, jak sama nazwa wskazuje jest przeciwna do standardowej osmozy. Proces ten wymaga nakładu dodatkowej siły i polega na przepływie rozpuszczalnika z roztworu o stężeniu wyższym do roztworu o stężeniu niższym. W praktyce uzdatniania wody istotą odwróconej osmozy jest zatrzymywanie mikrozanieczyszczeń na półprzepuszczalnej membranie. Dzięki temu uzyskuje się krystalicznie czystą wodę. Odciek (woda zanieczyszczona) kierowany jest do kanalizacji.
W systemach odwróconej osmozy, surowa woda jest najpierw oczyszczana z zanieczyszczeń mechanicznych na wkładach wstępnych. Cząstki stałe doprowadziłyby w przeciwnym razie do zapchania membrany osmotycznej i spadku jej wydajności. Przed membraną osmotyczną często pojawia się także wkład węglowy, dzięki któremu z wody zostaje wyeliminowany chlor i jego pochodne będące pozostałościami procesów dezynfekcji. Zbudowana z cienkich błon półprzepuszczalnych, membrana osmotyczna rozdziela wodę na dwa roztwory o różnym stężeniu.
Parametr, który obrazuje z kolei dokładność filtracji to tzw. mikronaż, czyli wielkość określająca najmniejsze zatrzymywane zanieczyszczenia. Powszechnie stosowane przy oczyszczaniu wody - mechaniczne filtry narurowe są zazwyczaj wyposażone we wkłady o mikronażu od 1 do 100 mikrometrów. Pory w membranie osmotycznej mają średnicę około 0,0001-0,0005 mikrometra, czyli są w stanie zatrzymać bakterie (najmniejsze nanobakterie są wielkości 0,2 mikrometra[1], czyli 400-2000 razy większe niż pory membrany osmotycznej), wirusy (najmniejszy znany nauce wirus ma wielkość około 20 nanometrów[2], czyli jest 40-200 razy większy), niemal wszystkie substancje chemiczne (w tym metale ciężkie, pestycydy, związki organiczne, azotany i azotyny), a nawet pojedyncze jony.
Przeczytaj także: Jak rozpoznać twardą wodę?
Warto zaznaczyć, że ciecz przepuszczona przez filtr RO (ang. „reverse osmosis” - odwrócona osmoza) może być pozbawiona nawet 99% zanieczyszczeń i innych substancji.
Historia i rozwój technologii
Proces osmozy, w którym woda przenika przez półprzepuszczalną membranę z obszaru o niższym stężeniu soli do obszaru o stężeniu wyższym, był znany już w XIX wieku. Pionierskie badania nad osmozą przeprowadzał w latach 50. Pomysł odwrócenia naturalnego przebiegu osmozy (RO, ang. reverse osmosis) pojawił się w połowie XX wieku.
W 1959 roku dwaj naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles, Sidney Loeb i Srinivasa Sourirajan dokonali przełomu w badaniach nad odwróconą osmozą. Opracowali pierwsze półprzepuszczalne membrany, które okazały się wystarczająco efektywne, aby przeprowadzać odsalanie wody morskiej na dużą skalę. W latach 60. i 70. XX wieku technologia odwróconej osmozy była intensywnie rozwijana i udoskonalana.
Zastosowanie odwróconej osmozy
Odwrócona osmoza jest obecnie stosowana do oczyszczania wody pitnej zarówno w warunkach domowych, jak i na większą skalę. Przemysłowa odwrócona osmoza sprawdza się między innymi w produkcji elektroniki, żywności i farmaceutyków, czyli wszędzie tam, gdzie wymagana jest woda ultra-czysta. Odwrócona osmoza, znana również jako hiperfiltracja, jest powszechnie stosowaną w ogrodnictwie techniką filtrowania wody pozwalającą na jej oczyszczanie z soli, minerałów, nawozów i środków ochrony roślin.
Odwrócona osmoza w domu
W Polsce o odwróconej osmozie głośno zrobiło się już w latach 90., jednak ze względu na swój wygląd, filtry kuchenne z tamtej epoki nie zyskały przychylności konsumentów. Dostępne na rynku systemy odwróconej osmozy są przeznaczone do użytkowania w szerokim zakresie. Niewielkie rozmiary systemów pozwalają na umieszczenie w szafce, gdzie będę praktycznie niezauważalne.
Przeczytaj także: Poradnik: Lokalizacja i wymiana filtra powietrza Dacia 1.4
Każdy system odwróconej osmozy to w rzeczywistości układ wkładów filtracyjnych współpracujących z membraną osmotyczną. W zestawie z odwróconą osmozą zazwyczaj znajduje się także wylewka do pobierania oczyszczonej wody oraz akcesoria instalacyjne wraz z instrukcją jak zamontować odwróconą osmozę. Wśród filtrów kuchennych coraz większą popularnością cieszy się nablatowa odwrócona osmoza, która nie wymaga podłączenia do sieci wodno-kanalizacyjnej. Aby zacząć korzystać z urządzenia wystarczy ustawić go na płaskiej powierzchni (np. blat kuchenny), podłączyć do prądu i uzupełnić zintegrowany zbiornik wodą z kranu.
Zalety i wady odwróconej osmozy
Zalety:
- Wysoka skuteczność filtracji: Usuwa do 99% zanieczyszczeń z wody, w tym metale ciężkie, bakterie, wirusy, pestycydy i inne szkodliwe substancje.
- Poprawa smaku i zapachu wody: Usuwa chlor i inne związki, które mogą wpływać na smak i zapach wody.
- Bezpieczeństwo: Woda oczyszczona przez system odwróconej osmozy jest w pełni bezpieczna do spożycia.
- Redukcja zużycia plastiku: Ograniczenie zapotrzebowania na wodę butelkowaną.
Wady:
- Usuwanie minerałów: Wraz z zanieczyszczeniami usuwane są również składniki mineralne.
- Generowanie wody odrzutowej: Na jeden litr uzdatnionej wody przypada od 2 do nawet 8 litrów wody zużytej.
- Koszty: Wyższe koszty zakupu i eksploatacji w porównaniu do innych metod filtracji.
Wiedząc natomiast jak działa odwrócona osmoza można się spodziewać, że w wodzie po filtracji nie będzie żadnych substancji odżywczych. Odpowiednio zbilansowana dieta zapewnia właściwą podaż minerałów i witamin, jakich potrzebuje ludzki organizm, a woda pełni głównie rolę ich nośnika. Wodę po filtracji na membranie osmotycznej można wzbogacać w minerały stosując specjalistyczne wkłady mineralizujące.
W tej kategorii produktów na rynku wyróżnia się wkład rewitalizujący Ecoperla Elixir z wypełnieniem z magnezu w czystej postaci. Kiedy surowa woda przepływa przez złoże, zachodzi reakcja chemiczna, w wyniku której kranówka zostaje wzbogacona w magnez oraz wolny wodór, a jednocześnie wzrasta jej pH.
Porównanie z innymi metodami filtracji
Zamiast RO możesz postawić na mniej wydajne technologie filtracji, takie jak nanofiltracja, mikrofiltracja, czy ultrafiltracja. Musisz pamiętać, że mimo ich zalet będą zatrzymywały mniej zanieczyszczeń niż filtr odwróconej osmozy. Proces destylacji polega na usunięciu z wody substancji powodujących przewodność właściwą wody. Nie zapewnia natomiast całkowitej demineralizacji, którą można uzyskać podczas RO.
Opinie o odwróconej osmozie
W internecie jest bardzo dużo artykułów i opracowań na temat RO. Metoda posiada wielu zwolenników, setki tysięcy ludzi posiada takie systemy w domach od 20-30 lat. Oczywiście, jak w każdej dziedzinie, znajdują się przeciwnicy tego rozwiązania. Podnosząc kwestię „za czystej” (jałowej wody). Zawsze podkreślam, że mitem jest krążąca w Internecie opinia, jakoby kranówka po odwróconej osmozie wypłukiwała z organizmu minerały. Odwrócona osmoza jest polecana przez lekarzy i nie tylko. To najskuteczniejszy sposób filtracji wody kranowej, która jest ważnym elementem codziennej diety.
Przeczytaj także: Woda destylowana: charakterystyka
tags: #odwrocona #osmoza #zasada #działania
