Odwrócona Osmoza: Budowa i Zasada Działania

Proces odwróconej osmozy znany jest od XVIII wieku, kiedy to francuski fizyk, Jean Antoine Nollet po raz pierwszy doprowadził do takiej reakcji chemicznej oraz stworzył jej opis. Ujmując tę kwestię najprościej jak się da - jest to rodzaj dyfuzji rozpuszczalnika za pomocą błony (membrany) półprzepuszczalnej. Użycie tego elementu pozwoli na rozdzielenie rozpuszczalnika na dwa oddzielne roztwory, posiadające różne stężenia.

Zasada Działania Odwróconej Osmozy

Cóż, jest on bowiem dokładnym przeciwieństwem standardowego zjawiska osmozy. W “normalnej” wersji woda płynie z roztworu o mniejszym stężeniu do takiego, który ma większe stężenie. Wspomniana już membrana ma za zadanie wychwycić wszelkiego rodzaju zanieczyszczenia, które występują w strukturze wody. Co ważne, membrana praktycznie od razu jest wyczyszczona - wychwycone w ten sposób zabrudzenia płyną dalej, wraz z zanieczyszczoną wodą.

Cała zasada działania zawarta jest w nazwie „odwrócona osmoza”. Osmoza -dyfuzja rozpuszczalnika przez błonę półprzepuszczalną rozdzielającą dwa roztwory o różnym stężeniu. W kontekście osmozy roztwór z którego ubywa rozpuszczalnika nazywa się hipotonicznym, tego w którym przybywa nazywa się hipertonicznym.

Odwrócona osmoza zachodzi, gdy na roztwór o wyższym stężeniu wywiera się ciśnienie wyższe niż ciśnienie osmotyczne, co wymusza przepływ wody w przeciwnym kierunku. W technice zjawisko to wykorzystuje się do odsalania wody morskiej, dzięki czemu uzyskuje się wodę pitną z wody słonej.

Elementy Składowe Systemu Odwróconej Osmozy

Filtry odwróconej osmozy składają się z kilku elementów. Z ilu i w jakiej kolejności zamontowanych - zależy od producenta. Najważniejszym elementem filtrów odwróconej osmozy jest półprzepuszczalna membrana. Zostają na niej zatrzymane prawie wszystkie zanieczyszczenia zawarte w wodzie, między innymi azotany, metale ciężkie, benzen, pierwiastki promieniotwórcze, a także bakterie i wirusy.

Przeczytaj także: Zastosowanie wężyków do filtra osmozy

Aby żywotność membrany była dłuższa, muszą być przed nią zamontowane: filtr mechaniczny (do wstępnego klarowania wody) oraz filtr z węglem aktywnym (do usuwania chloru i rozpuszczonych związków organicznych).

Typowy filtr odwróconej osmozy składa się z kilku etapów filtracji: filtrów mechanicznych, węglowych, oraz membrany. Podczas działania systemu, woda poddawana jest ciśnieniu, dzięki czemu przechodzi przez kolejne warstwy filtracyjne, które skutecznie usuwają z wody zanieczyszczenia.

Pierwszy stopień filtracji stanowią wkłady sedymentacyjne z pianki polipropylenowej o zakresie filtracji 5, 10, 20 i 50 mikronów. Usuwają one z wody wszelkie zanieczyszczenia mechaniczne, tj. piasek, muł, rdzę i zawiesiny.

Stopień czwarty to membrana odwróconej osmozy, czyli serce każdego filtra opartego o tę technologię. Na tym etapie filtrowania uzyskiwana jest woda o parametrach czystości niemożliwych do uzyskania innymi metodami. Piąty stopień to końcowy filtr węglowy, montowany między zbiornikiem na wodę na wylewką (małym kranikiem, z którego pobierana jest przefiltrowana woda). Szósty stopień - to wkłady mineralizujące MIN-IL, dzięki którym woda zostaje nasycona jonami soli mineralnych.

Membrana Osmotyczna

Membrana osmotyczna jest cienką przegrodą oddzielającą dwa roztwory o różnym stężeniu substancji rozpuszczonej. Jej podstawową cechą jest selektywna przepuszczalność, która pozwala cząsteczkom rozpuszczalnika przechodzić przez pory struktury, przy jednoczesnym zatrzymywaniu części lub większości jonów i większych cząstek.

Przeczytaj także: Wężyk wody pitnej - jak podłączyć (RO)?

Materiał membrany dobiera się tak, aby średnica porów i właściwości chemiczne sprzyjały transportowi wody, ograniczając przechodzenie soli, związków organicznych lub zawiesin. W najnowocześniejszych urządzeniach do uzdatniania wody pitnej stosuje się membrany nanofiltracyjne. Zatrzymują one jony dwuwartościowe oraz wszystkie mikrozanieczyszczenia i związki nieorganiczne, a także pestycydy, metale ciężkie, azotany, jednak nie pozbawiają wody wartościowych związków mineralnych, takich jak wapń i magnez.

Wydajność urządzenia do odwróconej osmozy zależy od przepustowości membrany, a ta wynosi najczęściej 50, 75 lub 100 GPD (galonów amerykańskich na dobę). Membrana o przepustowości 100 GPD umożliwia przygotowanie 378 l uzdatnionej wody w ciągu doby (1 galon amerykański to 3,78 l), w temperaturze 25°C i przy ciśnieniu w sieci około 3 barów.

Tylko 20-30% wody, która trafia do urządzenia, jest uzdatniane. Reszta zatrzymuje się na membranie i stanowi uboczny produkt oczyszczania. Zawiera zanieczyszczenia w znacznie większym stężeniu i zwykle jest odprowadzana do kanalizacji.

Prefiltry

W sprzedaży dostępne są zestawy, które zawierają tylko jeden, lub dwa prefiltry z tym, że zawsze w skład zestawu wchodzi filtr węglowy. W przypadku dwóch prefiltrów spotkałem się z różnymi układami - albo pierwszy jest sedymentacyjny, albo węglowy. Wyłapuje on grube śmieci, które mogą dostać się do układu z instalacji wodnej.

Filtr sedymentacyjny 1um, montowany za węglem, a przed membraną, ma zabezpieczyć membranę przed tym, co przedostało się filtr 5um, oraz węgiel, a dodatkowo wyłapuje drobinki węgla, które mogą odrywać się od bloku węglowego.

Przeczytaj także: Sterowniki i usterki ASUS K52J

Zastosowanie Odwróconej Osmozy

Systemy odwróconej osmozy znajdą zastosowanie w naprawdę wielu dziedzinach przemysłu. Generalnie rzecz biorąc, wszędzie tam, gdzie niezbędna jest czysta woda. Od prozaicznych zastosowań w rodzaju myjni bezdotykowych, przez wszelkiego rodzaju kotłownie, lakiernie proszkowe, stacje dializ czy laboratoria medyczne.

Warto wiedzieć o tym, że stacje uzdatniania wody mogą znaleźć zastosowanie w domu. Zjawisko odwróconej osmozy pozwoli uzyskać krystalicznie czystą wodę do picia. Filtry działające na zasadzie odwróconej osmozy można stosować do wody z wodociągu i ze studni (ale zwykle wcześniej podczyszczonej do wymaganej jakości). W domach jednorodzinnych używa się ich przeważnie do uzdatniania części wody przeznaczonej do picia.

Gospodarstwa domowe z własnym ujęciem wody o złych parametrach użytkowych - jako źródło najwyższej jakości wody pitnej. Biura, zakłady pracy - odwrócona osmoza sposobem na uzyskanie wody pitnej najlepszej jakości, bez potrzeby zaopatrywania się np. w wodę w baniakach.

Zalety i Wady Odwróconej Osmozy

Zalety

  • Filtry odwróconej osmozy to urządzenia do bardzo dokładnego oczyszczania wody. Dzięki nim można zatrzymać ponad 90% zanieczyszczeń.

  • Systemy RO usuwać mogą bakterie, wirusy i inne szkodliwe substancje, które występują w wielu ujęciach wody.

  • Systemy te pozwalają uzyskać wodę o stałych parametrach, dzięki czemu łatwiej przewidzieć jej skład w porównaniu z wodą surową.

  • Smak wody po filtracji RO jest neutralny, delikatny i czysty.

  • Filtr osmotyczny jest nie tylko skuteczny, ale i ekonomiczny. Koszt 5 litrów wody z systemu RO to grosze w porównaniu z wodą butelkowaną.

Wady

  • Te przeznaczone do domów jednorodzinnych mają małą wydajność (do 30 l/dobę) i są dość drogie.

  • Uzdatnianie wody z wykorzystaniem odwróconej osmozy usuwa z niej zarówno szkodliwe, jak i potrzebne naszemu organizmowi minerały (na przykład związki magnezu, wapnia, potasu).

  • Wadą jest stosunkowo wolne tempo filtracji, co wymaga często zastosowania zbiornika magazynującego wodę.

  • Instalacja filtrów odwróconej osmozy wiąże się z kosztami zakupu membrany, wkładów wstępnych oraz ewentualnego serwisu.

  • Proces generuje ścieki popłuczne, ponieważ część wody jest odprowadzana z zanieczyszczeniami do kanalizacji.

  • Woda po odwróconej osmozie ma znacznie obniżoną zawartość minerałów, co wpływa na jej smak i wymaga czasem zastosowania wkładu mineralizującego.

Rodzaje Filtrów Odwróconej Osmozy

W kategorii filtrów do wody odwróconej osmozy znajdziesz zarówno klasyczne systemy ze zbiornikiem, jak i kompaktowe urządzenia najnowszej generacji. Wybór zależy od potrzeb użytkownika: liczby domowników, przestrzeni pod zlewem, częstotliwości używania i preferowanej szybkości filtracji.

Filtry ze zbiornikiem, takie jak RO7, są doskonałym wyborem tam, gdzie potrzebna jest większa ilość wody oczyszczonej w krótkim czasie. Zbiornik przechowuje kilka litrów wody, gotowych do poboru, co zwiększa komfort użytkowania.

Jeśli w naszym mieszkaniu lub domu nie ma wystarczającej ilości miejsca na tradycyjny filtr odwróconej osmozy, można zaopatrzyć się w mniejszy gabarytowo zestaw RO Slim Exclusive. Wszystkie elementy układu umiejscowione są w szczelnej estetycznej obudowie o niewielkich rozmiarach: SxGxW = 32x10x42 cm.

Nowoczesna odwrócona osmoza bez zbiornika nie magazynuje wody tylko podaje ją na bieżąco do wylewki. Niektóre modele można rozbudować o wkład rewitalizujący, który wzbogaca wodę w cenne dla zdrowia składniki, takie jak magnez i wolny wodór.

Dla porównania, odwrócona osmoza ze zbiornikiem zajmuje znacznie więcej miejsca w szafce pod zlewem i trudno ją również zmieścić np. na blacie kuchennym. Model ze zbiornikiem warto natomiast wybrać, jeśli nie ma problemu z zagospodarowaniem miejsca w zabudowie kuchennej.

Tabela Porównawcza Filtrów RO

Typ Filtra Zalety Wady Zastosowanie
Klasyczny ze Zbiornikiem Większa ilość wody dostępna od razu, idealny dla rodzin. Zajmuje więcej miejsca pod zlewem. Domy, biura
Kompaktowy Bez Zbiornika Mniejsze wymiary, łatwiejszy montaż. Wymaga zasilania elektrycznego, woda dostępna na bieżąco. Małe kuchnie, nowoczesne mieszkania
RO Slim Exclusive Małe gabaryty, nowoczesne filtry liniowe. Może mieć nieco mniejszą skuteczność filtracji. Mieszkania z ograniczoną przestrzenią

tags: #odwrocona #osmoza #budowa #i #zasada #działania

Popularne posty: