Odwrócona Osmoza: Zasady Działania, pH Wody i Wszystko, Co Powinieneś Wiedzieć
- Szczegóły
Jakie pH ma woda po filtrze odwróconej osmozy? To pytanie zadaje sobie wielu użytkowników domowych systemów filtracji. Odwrócona osmoza to jedna z najskuteczniejszych metod uzdatniania, która usuwa z wody nie tylko bakterie i wirusy, ale także metale ciężkie, pestycydy i drobne cząsteczki mogące zanieczyścić wodę. W tym artykule wyjaśnimy, na czym polega odwrócona osmoza, jak przebiega ten proces w domowych filtrach RO, dlaczego woda po przejściu przez filtr odwróconej osmozy może mieć inny poziom pH, oraz jak - jeśli zachodzi taka potrzeba - można go skorygować.
Czym Jest Odwrócona Osmoza?
Odwrócona osmoza (RO - Reverse Osmosis) to proces filtrowania wody, który pozwala usunąć z niej nawet 99% zanieczyszczeń. Technologia ta wykorzystuje membranę osmotyczną o mikroskopijnych porach (ok. 0,0001 mikrona), przez które może przeniknąć jedynie czysta cząsteczka wody. Proces odwróconej osmozy polega na odwróceniu naturalnego zjawiska osmozy. W normalnych warunkach woda przepływa przez półprzepuszczalną membranę z roztworu mniej stężonego do bardziej stężonego. W systemie RO używa się ciśnienia, aby wymusić odwrotny kierunek przepływu wody - z roztworu bardziej zanieczyszczonego do czystego.
Żeby wyjaśnić zjawisko osmozy musimy sobie wyobrazić następujące doświadczenie. W jednym zbiorniku z wodą na środku umieszczamy półprzepuszczalną błonę. Z jednej strony membrany mamy wodę z dużą ilością soli, a z drugiej wodę czystą. Zgodnie z zasadą naczyń połączonych przypuszczalibyśmy, że poziom wody się wyrówna. Po pewnym czasie jednak poziom wody z solą wzrasta, natomiast poziom wody czystej zmniejsza się. Odkrycie tego faktu było dużym zaskoczeniem. Dzieje się tak, ponieważ membrana próbuje wyrównać poziom soli/stężenia po obydwu stronach, dlatego woda przepływa w kierunku większego zasolenia.
Jak się okazało, w przypadku pojawienia się wody o dwóch stężeniach (zanieczyszczonej i czystej) i rozdzieleniu ich błoną osmotyczną, na powierzchni membrany pojawia się tzw. ciśnienie osmotyczne, które powoduje ruch wody z roztworu mniej stężonego (woda czysta) do roztworu gęstego (woda brudna).
Aby zrozumieć dlaczego tak się dzieje, musimy wiedzieć, że błona osmotyczna to bardzo cienki materiał o wyjątkowo małej porowatości. Dokładność filtracyjna błony (pory, przez które przepływa woda) to 0,0001 mikrona. Na wyobraźnię działa fakt, że wielkość ta jest 10 000 000 razy mniejsza niż jeden milimetr. Okazuje się, że czysta cząsteczka wody ma wielkość bardzo podobną właśnie do porowatości membrany osmotycznej. To jednocześnie jedna z najmniejszych cząsteczek chemicznych jaką znamy.
Przeczytaj także: Sterowniki i usterki ASUS K52J
Dzięki właśnie tak małej porowatości przez błonę osmotyczną przedostają się cząsteczki wody, natomiast większość zanieczyszczeń pozostaje na membranie. Wyobraźmy sobie pojemnik w środku którego umieszczona zostanie membrana osmotyczna, podobnie jak w poprzednim przykładzie. Po jednej stronie znajduje się woda o dużym zasoleniu, a po drugiej stronie pusta część. Jeżeli na stronę o dużym zasoleniu wywrzemy nacisk to molekuły wody przejdą przez membranę na stronę pustą. Molekuły soli zaś zostaną po tej samej stronie, gdzie były.
Otwory membrany mają przekrój 0,0001 mikrona. Większość molekuł znajdujących się w wodzie ma wymiary większe niż otwory w membranie, więc zostają zatrzymane. Mamy wówczas do czynienia z hiperfiltracją. Membrana doskonale oddziela z wody wszystkie zawiesiny azbestu, rdzy, glonów, wodorostów, bakterie, wirusy, metale ciężkie. Zatrzymuje arsen, kadm, ołów, rtęć, srebro, pestycydy, herbicydy oraz molekuły organiczne takie, jak sole baru, chloru, chromu, miedzi, fluoru, manganu, azotu, selenu czy sulfatu. Membrana radzi sobie nawet z produktami odpadowymi przemysłu chemicznego takimi, jak radioaktywne pierwiastki i ich izotopy.
W 1952 roku nastąpiło odkrycie tzw. membran poliamidowych (TFC) Sourirajana, które pokazało, ze przebieg osmozy może zachodzić również odwrotnie. Zauważono, że w ten sposób praktycznie wszystkie zanieczyszczenia znajdujące w wodzie mogą zostać z niej usunięte. Metodę tą nazwano właśnie "ODWRÓCONĄ OSMOZĄ". Działa ona przeciwnie do procesu naturalnego, czyli wykorzystywane jest ciśnienie wody, aby "przepchnąć" czystą cząsteczkę wody przez membranę osmotyczną. Dzięki temu zjawisku, filtry odwróconej osmozy pozwalają uzyskać krystalicznie czystą wodę.
Membrana osmotyczna stosowana w systemach odwróconej osmozy wygląda jak rolka folii nawiniętej na walec. Woda wciskana jest pod ciśnieniem na błonę membrany. Zanieczyszczona woda przesuwa się równolegle do powierzchni membrany. Woda przedostając się przez membranę, zostaje oczyszczona. Pozostała część (brudna woda) kierowana jest do ścieku. Dlatego wszystkie systemy osmotyczne muszą być podpięte do kanalizacji, a proces odwróconej osmozy jest procesem stratnym. Czysta woda to ok. 20-35% wody zanieczyszczonej. Dzięki temu jednak, że woda brudna spłukiwana jest do ścieku nasze membrany osmotyczne mogą służyć przez długi okres czasu.
Membrany osmotyczne podlegają naturalnemu zużyciu. Określa się, że ich żywotność to ok. 3 lata. Podczas użytkowania membran:
Przeczytaj także: Zastosowanie wężyków do filtra osmozy
- ściera się ich powierzchnia zewnętrzna
- powiększają się pory - zjawisko nazywane dekalibracją membrany
- w przypadku dużej ilości zanieczyszczeń, może zachodzić zjawisko zarastania membran kamieniem
- przy stosowaniu węgla aktywnego niskiej jakości, który nie zatrzymuje chloru z odpowiednią skutecznością, membrany mogą pokrywać się, zarastać, tzw. śluzem bakteryjnym.
Powiększanie się por membrany powoduje, że przepuszczają one coraz większe pierwiastki i związki chemiczne. Określa się, że nowa membrana przepuszcza ok. 10% związków chemicznych zawartych w wodzie nieoczyszczonej natomiast już po 3-4 latach membrana będzie przepuszczała aż 40% związków chemicznych.
Procesy osmotyczne polegają na przenikaniu rozpuszczalnika (wody) z roztworu o niższym stężeniu do roztworu o stężeniu wyższym przez półprzepuszczalną membranę. 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. Osiągana skuteczność w uzdatnianiu wody poprzez RO sięga nawet do 99%. Membrany umożliwiają zatrzymanie cząstek o wielkości powyżej 0,0001 mikrona. Dzięki temu woda otrzymana jest gotowa do spożycia przez ludzi.
Woda oczyszczona tym sposobem jest także stosowana wielu procesach technologicznych, w których wymaga się wysokiej jakości wody i jej czystości.
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: Odwrócona osmoza: Twój przewodnik
Jak Odwrócona Osmoza Wpływa na pH Wody?
Woda po przejściu przez filtr odwróconej osmozy jest wyjątkowo czysta - pozbawiona zarówno drobnoustrojów, jak i większości rozpuszczonych minerałów. pH wody to jeden z kluczowych parametrów określających jej jakość. Skala pH mierzy kwasowość lub zasadowość roztworu w zakresie od 0 do 14, gdzie pH 7 oznacza odczyn neutralny. Wartość poniżej 7 pH oznacza odczyn kwaśny, a powyżej 7 - zasadowy.
- Lekko zasadowa woda (pH 7,5-8,5) może wspierać naturalną równowagę kwasowo-zasadową organizmu i jest chętnie wybierana przez osoby dbające o dietę oraz regularne nawodnienie.
- Z kolei woda lekko kwaśna (około 6,5), typowa dla systemów RO bez mineralizacji, jest całkowicie bezpieczna dla zdrowia.
Woda po odwróconej osmozie ma zwykle neutralny smak - jest lekka i pozbawiona wyczuwalnych nut charakterystycznych dla wody wodociągowej z wysokim stężeniem minerałów. Niektórzy mogą ją określać jako „płaską”, właśnie dlatego, że brakuje w niej naturalnych minerałów odpowiadających za delikatny posmak. Taka neutralność jest jednak zaletą: sprawia, że kawa, herbata czy potrawy przygotowane na wodzie z RO zachowują swój naturalny aromat i nie są zaburzane przez dodatkowe nuty smakowe.
Samo pH nie jest decydującym czynnikiem wpływającym na obecność bakterii w wodzie - bardziej istotne są zanieczyszczenia biologiczne i warunki przechowywania. Filtr odwróconej osmozy usuwa z wody niemal wszystkie rozpuszczone substancje, w tym minerały odpowiedzialne za stabilizację poziomu pH. W procesie filtrowania woda przechodzi przez membranę osmotyczną, która zatrzymuje nawet najmniejsze cząsteczki - od bakterii i wirusów, po metale ciężkie, pestycydy czy mikroplastik.
Czynniki wpływające na pH wody po odwróconej osmozie:
- Usunięcie węglanów i minerałów - woda po filtrze odwróconej osmozy (RO) jest prawie całkowicie pozbawiona minerałów i ma bardzo niski poziom TDS. Oznacza to, że nie ma naturalnej „poduszki” chroniącej przed zmianami kwasowości. Dlatego nawet niewielkie ilości dwutlenku węgla (CO₂), które były rozpuszczone w wodzie wodociągowej jeszcze przed filtracją, mogą łatwo obniżyć pH.
- Brak pojemności buforowej - ponieważ w wodzie po osmozie nie ma wapnia ani magnezu, nie posiada ona naturalnej ochrony przed zmianami odczynu.
- Przechowywanie w zbiorniku - woda zamknięta w zbiorniku nie pobiera nowego CO₂ z otoczenia, ale stopniowo wyrównuje się z gazami, które były w niej obecne już po filtracji.
Niższe pH wody z odwróconej osmozy nie jest zagrożeniem zdrowotnym, jeśli woda jest czysta i wolna od zanieczyszczeń. Jak już wspomnieliśmy odwrócona osmoza skutecznie usuwa niemal wszystkie zanieczyszczenia z wody z kranu, ale wraz z nimi także minerały odpowiedzialne za naturalną stabilizację odczynu pH. Efektem jest bardzo czysta, lecz często lekko kwaśna woda osmotyczna.
Korekta pH i Mineralizacja Wody po Odwróconej Osmozie
Dzisiejsze systemy odwróconej osmozy to znacznie więcej niż tylko proste urządzenia filtrujące. Producenci coraz częściej wyposażają je w dodatkowe moduły, które nie tylko oczyszczają wodę, ale także poprawiają jej walory smakowe i zdrowotne. Dzięki tym rozwiązaniom woda z filtra odwróconej osmozy nie tylko spełnia surowe normy jakościowe, ale też staje się przyjemna w smaku i bezpieczna dla całej rodziny.
Jeśli zależy Ci na czystej wodzie bez zanieczyszczeń i jednocześnie o wyższym odczynie pH, najlepszym wyborem będzie filtr odwróconej osmozy z wbudowanym mineralizatorem lub wkładem REDOX. Taki system nie tylko usunie z wody większość zanieczyszczeń, ale też podniesie pH do poziomu bardziej zbliżonego do neutralnego lub zasadowego. W przypadku wody Redox może to być nawet pH ok.
Regularna wymiana wkładów filtracyjnych to podstawa, aby system odwróconej osmozy działał prawidłowo i zapewniał wodę najwyższej jakości. Zużyte wkłady mogą pogarszać smak i zapach wody, a także obniżać skuteczność filtracji oraz wpływać na stabilność pH. Dlatego tak ważne jest, aby przestrzegać harmonogramu wymiany zgodnie z zaleceniami producenta.
Czy warto mineralizować wodę z filtra odwróconej osmozy, który zmienia pH wody? Mineralizacja to dobre rozwiązanie dla osób, które cenią sobie wodę o pełniejszym smaku i chcą wzbogacić ją w naturalne pierwiastki, takie jak wapń czy magnez. Z kolei wielu użytkowników jest w pełni zadowolonych z samej wody po odwróconej osmozie - czystej, neutralnej i pozbawionej jakichkolwiek domieszek.
Dzięki temu wybór pomiędzy standardowym systemem RO, a zestawem wzbogaconym o np. wkład mineralizujący będzie w pełni świadomy.
Zalety i Wady Odwróconej Osmozy
Jedną z największych zalet, które zapewnia odwrócona osmoza, jest bardzo wysoka skuteczność eliminowania zanieczyszczeń z wody. W efekcie można również poprawić smak i zapach cieczy. Sam filtr odwróconej osmozy jest też łatwy w utrzymaniu, a ewentualna wymiana jest dość prosta i można wykonać ją samodzielnie. W przypadku wykorzystania domowego filtr może być świetnym sposobem na ograniczenie zużycia plastiku przez redukcję zapotrzebowania na wodę butelkowaną.
Wśród wad warto wskazać wyższe koszty w stosunku do innych podobnych rozwiązań. Filtr odwróconej osmozy potrzebuje również cieczy do odprowadzania zanieczyszczeń z membrany półprzepuszczalnej; ponadto jednostka filtrująca wykorzystuje nie tylko wodę, lecz także prąd. Dodatkowo należy pamiętać, że filtr tego typu usuwa zarówno zanieczyszczenia, jak i związki organiczne, które mogą pozytywnie wpływać na kondycję organizmu. Aby z powrotem dodać minerały do filtrowanej wody, można zastosować specjalne wkłady mineralizujące.
Podsumowanie
Proces odwróconej osmozy to jedna z najskuteczniejszych metod uzdatniania wody, ponieważ zatrzymuje zanieczyszczenia i usuwa nawet drobne cząsteczki, pozostawiając krystalicznie czystą wodę. Warto jednak pamiętać, że tak dokładne oczyszczanie prowadzi często do spadku pH oraz usunięcia wielu substancji mineralnych, które naturalnie występują w różnych rodzajach wody. Dla wielu osób wystarczy standardowy filtr RO, który daje neutralną i świeżą w smaku wodę filtrowaną - idealną do gotowania, przygotowywania kawy czy herbaty.
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).
Woda uzyskana po procesie odwróconej osmozy jest najczystszą wodą, którą można uzyskać za pomocą urządzeń i systemów dostępnych na rynku. Pozwala na usunięcie do 99,99% zanieczyszczeń, większych od 0,0001 mikrona (komórki bakteryjne mają wielkość średnio 1 mikron).
Poprzez usuwanie minerałów odpowiadających za zasadowość wody, odwrócona osmoza faktycznie obniża odczyn pH. Jednak ta obniżka nie jest znaczna i nie ma negatywnego wpływu na organizm ludzki.
Tak, powyższe stwierdzenie jest prawdziwe. Na jeden litr uzdatnionej wody przypada od 2 do nawet 8 litrów wody zużytej. Faktycznie jest to spora ilość ale należy pamiętać, że woda zużyta odpływająca z systemu odwróconej osmozy nie ma gorszych parametrów od wody doprowadzanej. Membrany zatrzymują większość zanieczyszczeń w swoich porach, przez co woda odpływowa nadaje się do ponownego użytku.
Proces destylacji polega na usunięciu z wody substancji powodujących przewodność właściwą wody. Nie zapewnia natomiast całkowitej demineralizacji, którą można uzyskać podczas RO.
Cała idea, tak jak wiele innych genialnych rozwiązań, narodziła się w wyniku uważnego podglądania przyrody. 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.
Demineralizacja wody to, w dużym skrócie, usunięcie z wody rozpuszczonych w niej soli. 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. Metoda ta pozwala na usunięcie z wody cząstek zawieszonych o wymiarach do 0,001µm.
Odwrócona osmoza jest jedyną, skuteczną metodą uzyskania krystalicznie czystej wody do picia bezpośrednio z kranu.
System został wyposażony w trzy wkłady filtracji wstępnej - mechaniczne, które usuwają z wody zanieczyszczenia stałe (rdza, piasek, zawiesiny) oraz wkład węglowy usuwający chlor, niektóre pestycydy oraz substancje organiczne.
Nowoczesny filtr odwróconej osmozy zapewnia skuteczne oczyszczanie wody, a system wielokrotnej filtracji pozwala na odzysk części składników mineralnych. System taki posiada SRT Hydro. Jest to filtr nie wymagający montażu i nie marnuje wody jak klasyczne filtry odwróconej osmozy.
tags: #odwrotna #osmoza #zasady #działania
