Odwrócona Osmoza: Wszystko, Co Musisz Wiedzieć
- Szczegóły
Często słyszysz o odwróconej osmozie, ale nie do końca wiesz, na czym polega? Postaramy się wytłumaczyć najważniejsze kwestie w możliwie prosty sposób.
Czym jest osmoza (nie odwrócona)?
Osmoza, jest to dyfuzja rozpuszczalnika przez membranę półprzepuszczalną rozdzielającą dwa roztwory o różnym stężeniu. Jest to proces naturalnie zachodzący np. w komórkach organizmów żywych. Polega na tym, że woda z roztworu o niższym stężeniu (w której jest rozpuszczonych mniej substancji) spontanicznie przenika przez np. błonę komórkową do roztworu o wyższym stężeniu.
Dzięki temu zjawisku np. warzywa po nasoleniu (robi się tak m.in. z bakłażanem) oddają wodę. Dzięki niemu również płukanie gardła roztworem soli pomaga pozbyć się znajdujących się tam bakterii - roztwór o większym stężeniu „wyciąga” wodę z komórek bakterii, powodując ich śmierć. Na poniższym rysunku pokazano, co się dzieje z komórkami, kiedy w porównaniu do stężenia płynu wewnątrzkomórkowego, stężenie otaczającego je roztworu jest wyższe (roztwór hipertoniczny), równe (roztwór izotoniczny) lub niższe (roztwór hipotoniczny).
Czym jest odwrócona osmoza?
Odwrócona osmoza zachodzi po przyłożeniu ciśnienia odwrotnego do naturalnego ciśnienia osmotycznego. Jeśli np. przy doświadczeniu z poprzedniego punktu zaczęlibyśmy tłoczyć bardziej stężony roztwór, zamiast je po prostu zostawić, to woda zaczęłaby przenikać przez błonę do roztworu o mniejszym stężeniu.
Wykorzystując ciśnienie z sieci wodociągowej (nieraz wspomagane dodatkową pompą), woda tłoczona jest przez membranę, przy czym część wody swobodnie przepływa obok błony i jest usuwana (odrzut, koncentrat), a tylko część przenika przez nią (permeat, woda czysta, woda osmotyczna).
Przeczytaj także: Sterowniki i usterki ASUS K52J
Dzięki temu membrana nie ulega zapchaniu i zapewnia usuwanie 99% zanieczyszczeń znajdujących się w wodzie.
Historia - jak i kiedy zaczęto wykorzystywać to zjawisko
Zjawisko przenikania wody przez półprzepuszczalne membrany po raz pierwszy zostało zaobserwowane w roku 1748 przez Jeana Antoine Nolleta. Przez następne 200 lat osmoza była zjawiskiem obserwowanym tylko w laboratorium. Początki uzdatniania wody odwróconą osmozą to rok 1949, kiedy to Uniwersytet Kalifornijski w Los Angeles (UCLA) zaczął prowadzić doświadczenia w odsalaniu wody morskiej przy użyciu półprzepuszczalnych błon.
Początkowo metoda ta była wykorzystywana przez wojsko jako metoda pozyskiwania wody pitnej dla żołnierzy w warunkach polowych. Z czasem membrany udoskonalono, a dzięki masowej produkcji obniżono ich ceny i tak trafiły do powszechnego użycia nie tylko do odsalania wody morskiej, ale też jako skuteczna metoda uzdatniania wody słodkiej.
Jakie zanieczyszczenia usuwa odwrócona osmoza?
Odwrócona osmoza jest w stanie usunąć nawet >99% rozpuszczonych soli (jonów), cząstek, koloidów, substancji organicznych, bakterii i patogenów z wody zasilającej (chociaż w celu usunięcia 100% bakterii i wirusów oprócz systemu RO należy stosować też sterylizację UV).
Membrana RO odrzuca zanieczyszczenia na podstawie ich wielkości i ładunku elektrycznego. Wszelkie zanieczyszczenia o masie cząsteczkowej większej niż 200 powinny zostać usunięte przez prawidłowo działający system RO (dla porównania cząsteczka wody ma masę cząsteczkową 18).
Przeczytaj także: Zastosowanie wężyków do filtra osmozy
Na co należy uważać, używając membran osmotycznych?
Przede wszystkim na trzy czynniki: utleniacze, wysuszenie i zamarznięcie. Membrana osmotyczna nie usuwa utleniaczy, takich jak chlor i jest bardzo podatna na uszkodzenia pod ich wpływem, dlatego systemy RO muszą być wyposażone we wstępną filtrację węglową.
Drugi czynnik to wysuszenie - membrana nie powinna być nigdy sucha. Jeśli system ma być nieużywany przez czas dłuższy niż 1-2 tygodnie (jeśli w pomieszczeniu jest zimno, można ten czas wydłużyć do 2-4 tygodni), membranę należy zabezpieczyć przed wyschnięciem.
Z oczywistych powodów nie wolno też wystawiać membrany, ani systemu bez membrany, na ujemne temperatury. Zamarzająca woda rozszerza się i powoduje nieodwracalne uszkodzenia.
Po czym poznać, że membrana RO działa prawidłowo?
W tym celu należy sprawdzić zmiany w podstawowych parametrach: zmiana prędkości przepływu, współczynnika odrzutu, albo odsalania (skuteczności filtracji).
Aby sprawdzić współczynnik odrzutu wody (a licząc odwrotnie - jej uzysku), należy wypiąć przewód z przyłącza odpływu i mierząc czas, pobrać wodę do dwóch naczyń z podziałką jednocześnie z przewodu wody czystej (permeatu) i z przewodu odrzutu do kanalizacji. Ilość wody pobrana w ciągu 1 minuty = prędkość przepływu w L/min.
Przeczytaj także: Odwrócona osmoza: Twój przewodnik
Fakt: Odwrócona osmoza generuje wodę lekko kwasową lub neutralną
Odwrócona osmoza faktycznie może obniżać poziom pH wody. Podczas procesu filtrowania usuwamy z niej wszelkie nieorganiczne minerały, które są niezdrowe, a które wpływają na zasadowość wody.
Odkręcając kran, rzadko myślimy o tym, że jesteśmy prawdziwymi szczęściarzami
Mamy praktycznie nieograniczony dostęp do dobrej słodkiej wody. A przecież w wielu miejscach świata jest ona na wagę złota. Często jednak nie brakuje tam wody morskiej. Dlatego też specjaliści pracują nad technologią jej odsalania.
Odsalanie wody morskiej
Żeby można było z niej skorzystać, trzeba usunąć 97-98% jonów. Są to przede wszystkim kationy sodu, potasu (w mniejszym stopniu magnezu i wapnia) oraz aniony chlorkowe i siarczanowe. Odsalanie w założeniu jest bardzo proste - trzeba po prostu w całości lub dużej części oddzielić rozpuszczone w wodzie sole. W ten sposób uzyskamy wodę nadającą się do picia czy do zastosowania w rolnictwie.
Podstawowy proces podpatrzony w przyrodzie możemy jednak wykorzystać do celów przemysłowych. Ogrzewamy wodę, a następnie powstającą parę wodną skraplamy i zbieramy. W przyrodzie proces ten jest powolny, my ze względów praktycznych musimy go przyspieszyć.
Bardzo popularną i szeroko stosowaną na świecie metodą odsalania wody jest tzw. odwrócona osmoza. Warto wyjaśnić najpierw, na czym polega naturalny proces znany pod nazwą osmozy spontanicznej.
Wiosną 2017 r. doniesiono o uzyskaniu zupełnie nowych membran opartych właśnie na nim. Musimy pamiętać, że woda zupełnie pozbawiona jonów także nie jest zbyt zdrowa. Dlatego też w systemach odsalających musi ona być poddana mineralizacji.
Dane statystyczne pokazują, że w 2015 r. na świecie działało niemal 20 tys. stacji odsalania wody, dostarczających dziennie prawie 100 mln m3 słodkiej wody dla ponad 300 mln ludzi.
| Lokalizacja | Wydajność dzienna | Technologia |
|---|---|---|
| Ras Al-Khair (Arabia Saudyjska) | 1 mln m3 | Wielostopniowa destylacja rzutowa połączona z odwróconą osmozą |
| Sorek (Izrael) | 624 tys. m3 | Odwrócona osmoza |
| Janbu (Arabia Saudyjska) | 70 tys. m3 | - |
| Fujairah (Zjednoczone Emiraty Arabskie) | 170 tys. m3 | - |
Odwrócona osmoza jako sposób na uzdatnianie wody z kranu
Tanio i ekologicznie - zastosowanie procesu odwróconej osmozy jako sposób na uzdatnianie wody z kranu tak, aby nadawała się do picia.
Filtry osmotyczne
Ceny filtrów osmotycznych są przeróżne, wahają się w zależności czy zostały wzbogacone o dodatkowe wyposażenie takie, jak np. mineralizatory czy wkłady rewitalizujące, a także, ile stopni filtracji wody posiadają itd. Jeżeli chodzi o czas trwałości takiego filtra, to możemy być pewni, że dobrze działać będzie on na pewno trzy lata.
Fakty i mity na temat odwróconej osmozy
Odwrócona osmoza to znana od lat metoda uzdatniania wody pitnej. Jednak wiele osób wciąż z jakiegoś powodu nie decyduje się na korzystanie z tego rozwiązania. Postaramy się więc przedstawić rzetelne zestawienie faktów związanych z krążącymi opiniami na temat odwróconej osmozy (RO).
Ludzie przez tysiące lat pili wodę deszczową bez negatywnych skutków zdrowotnych. Dopiero rozwój przemysłu sprawił, że powietrze uległo okropnemu zanieczyszczeniu i w związku z tym spadający deszcz zawiera różne niebezpieczne substancje.
System RO to skomplikowana technologia?
Nieraz pojawia się opinia, że system RO to skomplikowana technologia, w niezrozumiały sposób ingerująca w strukturę wody. Nic bardziej mylnego! Filtr osmotyczny ma stosunkowo prostą budowę. Jest to w zasadzie bardzo gęsty filtr mechaniczny.
W systemie odwróconej osmozy nie ma nic strasznego, skomplikowanego lub nienaturalnego. Filtracja wody to proces obserwowany w naturze, kiedy np.
Czy woda po filtracji RO wypłukuje minerały z organizmu?
Filtr RO rzeczywiście usuwa z wody minerały. Jednak większość minerałów ważnych dla zdrowia dostarczamy do organizmu z żywnością, a nie z wodą.
Ludzki organizm potrzebuje minerałów organicznych, które są dostępne jedynie w innych żywych organizmach, takich jak warzywa i owoce. Tylko takie minerały są łatwo przyswajane przez nasze ciało.
System RO po prostu dostarcza najczystszą wodę pitną dostępną na świecie. Usuwa z wody nie tylko nieorganiczne minerały, ale wszelkie inne zanieczyszczenia. Brak minerałów w wodzie nie powinien spędzać nam snu z powiek.
To prawda, że woda jest uniwersalnym rozpuszczalnikiem i zawsze „stara się” rozpuszczać substancje, z którymi ma styczność, a siła ta jest tym większa, im wyższa jest czystość wody. Jednak w żaden sposób nie może to zaszkodzić ludzkiemu ciału, ponieważ organizm dobrze wie, które substancje ma magazynować, a których może się pozbyć.
Technologia RO została na szerszą skalę wprowadzona w latach 70 i od tego czasu została przetestowana w każdy znany człowiekowi sposób.
Organizacja Water Quality Association (WQA) w roku 1993 opublikowała raport zatytułowany „Spożycie wody o niskim TDS”. Ich rozległe badania dostarczyły dowodów, że woda o niskiej zawartości substancji rozpuszczonych (TDS), taka jak woda destylowana bądź otrzymana przez odwróconą osmozę, nie ma żadnego negatywnego wpływu na zdrowie człowieka.
Fakt: Woda osmotyczna ma odczyn lekko kwaśny lub obojętny
Samo pH danego płynu nie jest aż tak ważne, jak alkalizujący lub zakwaszający wpływ na organizm. Przypomnijmy, że pH=7 jest uważane za obojętne, pH między 0 a 7 to odczyn kwasowy, a pH od 7 do 14 to odczyn zasadowy (alkaliczny).
Ważne jest nie tyle jakie pH ma dany napój, a jaki wpływ wywiera on na organizm - zakwaszający czy alkalizujący. Np. sok z cytryny ma bardzo niskie (kwaśne) pH, ale działa alkalizująco (zasadotwórczo).
Ludzki organizm bezustannie dąży do zachowania lub przywrócenia równowagi wszystkich parametrów. Dlatego przy właściwym trybie życia i prawidłowej diecie utrzymuje pH krwi na poziomie 7,4.
Fakt: System RO zużywa nieco więcej wody niż inne filtry
Spośród wymienionych tu mitów ten jest jedynym, który ma coś wspólnego z prawdą. Jak wspomniano w odpowiedzi na mit nr 2, w systemie RO część wody przepływa przez filtr bez jej uzdatniania.
Pamiętajmy, że chodzi o najprecyzyjniejszy filtr, mający usuwać mikroskopijne zanieczyszczenia, takie jak sole mineralne czy wirusy.
Jeśli ktoś uważa kranówkę za smaczną i bezpieczną, to rzeczywiście będzie to dla niego najtańszy sposób na zdobycie wody „pitnej”. Jak łatwo jednak policzyć, odrzut wody przy systemach RO sprawia, że koszt wody pitnej (tyle że prawdziwej, bezpiecznej wody PITNEJ) wzrasta o 3-5 groszy za litr.
Jeśli chodzi o codzienny prysznic, to niektórym w testach wyszło nawet 127 litrów! Oczywiście! Ograniczeniem jest tylko wyobraźnia! Jeśli woda w naszym kranie została wcześniej zatwierdzona jako „zdatna do picia” przez przedsiębiorstwo wodociągowe, to ilość szkodliwych substancji w odrzucie nie stanowi zagrożenia (np. przy odrzucie 1:5 stężenie jest maksymalnie 20% wyższe).
Fakt: Cena zakupu systemu RO na stronie sklep.osmoza.pl jest wielokrotnie niższa niż cena podobnego urządzenia u domokrążców
Ten mit powstał ze względu na ceny, jakie pojawiają się w ofertach nieuczciwych sprzedawców; mówiąc wprost - wyzyskiwaczy. Tak naprawdę ceny za podstawowe systemy RO zaczynają się już od ok. 300-400 zł, a naprawdę dobry filtr to kwestia 500-700 zł.
Natomiast większość filtrów nakranowych czy dzbankowych ma jedynie malutki wkład węglowy. Jakkolwiek by nie liczyć, jeśli chcemy zdobyć dobrej jakości wodę pitną, odwrócona osmoza jest NAJTAŃSZYM rozwiązaniem.
Fakt: To domorośli pseudospecjaliści sprzedający inne systemy uzdatniania wody odradzają picie wody RO.
tags: #odwrocona #osmoza #wikipedia
