Odwrócona Osmoza: Zasada Działania i Zastosowanie
- Szczegóły
Odwrócona osmoza to obecnie jeden z najdokładniejszych filtrów kuchennych, który oczyszcza kranówkę z dokładnością do pojedynczych jonów. Wato natomiast pamiętać, że tego typu filtry kuchenne znacznie różnią się od siebie wyglądem, funkcjami oraz etapami uzdatniania wody. Co pewien czas producenci przedstawiają nowe propozycje w tym zakresie, dlatego nie zawsze wiadomo jaki filtr kuchenny wybrać do domu, a jaki sprawdzi się w małym mieszkaniu.
Historia i Rozwój Technologii Odwróconej Osmozy
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.
Osmoza jest zjawiskiem, które zachodzi pod wpływem gradientu stężeń między dwoma roztworami o różnym stężeniu, oddzielonymi półprzepuszczalną membraną. 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. Nowe materiały (np.
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.
Przeczytaj także: pH wody po odwróconej osmozie
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.
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.
Przy pracy takiego filtra główną rolę odgrywa odwrócona osmoza, czyli proces polegający na przepuszczaniu wody pod wysokim ciśnieniem przez specjalną membranę półprzepuszczalną. Jej zadaniem jest zatrzymywanie różnego rodzaju zabrudzeń, takich jak sole mineralne, wirusy, bakterie, a nawet szkodliwe związki organiczne.
Warto zaznaczyć, że ciecz przepuszczona przez filtr RO (ang. „reverse osmosis” - odwrócona osmoza) może być pozbawiona nawet 99% zanieczyszczeń i innych substancji.
Proces filtrowania wody zaczyna się od momentu wprowadzenia cieczy do filtra. Tam woda zostaje poddana działaniu wysokiego ciśnienia, które jest niezbędne, aby móc przeprowadzić ją przez membranę półprzepuszczalną. Element ten zbudowany jest w taki sposób, aby woda przepływała przez mikroskopijne oczka.
Przeczytaj także: Odwrócona osmoza - ranking
Gdy woda zostanie przeprowadzona przez membranę, trafia do zbiornika znajdującego się na dole konstrukcji. Wszystkie zanieczyszczenia zatrzymane przez membranę zostają wypłukane i odprowadzone za pomocą rury odpływowej - dzięki temu można uzyskać krystalicznie czystą ciecz.
Każdy system odwróconej osmozy to w rzeczywistości układ wkładów filtracyjnych współpracujących z membraną osmotyczną. 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.
W zestawie z odwróconą osmozą zazwyczaj znajduje się także wylewka do pobierania oczyszczonej wody oraz akcesoria instalacyjne wraz z instrukcją jak zamontować odwróconą osmozę.
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. 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.
Przeczytaj także: Zastosowanie wężyków do filtra osmozy
Tego typu rozwiązania znajdują zastosowanie w wielu dziedzinach - mogą być używane również w domu, zarówno do uzdatniania wody pitnej, jak i m.in. w akwariach. Filtr odwróconej osmozy jest wykorzystywany także np. w rolnictwie i przemyśle.
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. Zaletą odwróconej osmozy jest to, że technika ta nie wykorzystuje środków chemicznych, lecz filtrowanie odbywa się za pomocą membrany.
Zalety i Wady Odwróconej Osmozy
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.
W efekcie, odwrócona osmoza to również najlepsza odpowiedź na pytanie jak usunąć PFAS z wody w warunkach domowych oraz jak usunąć fluor z wody. Woda oczyszczona przez system odwróconej osmozy jest w pełni bezpieczna do spożycia. Nie zawiera bakterii, wirusów, ani żadnych związków chemicznych, które mogłyby okazać się szkodliwe dla zdrowia.
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.
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.
Odwrócona osmoza generuje dużo wody odrzutowej, usuwa z wody minerały i jest stosunkowo droga. Na szczęście zakup urządzenia i wkładów to inwestycja, która szybka się zwraca.
Mineralizacja Wody po Odwróconej Osmozie
Zawsze podkreślam, że mitem jest krążąca w Internecie opinia, jakoby kranówka po odwróconej osmozie wypłukiwała z organizmu minerały. 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. Wewnątrz takiego wkładu znajduje się złoże, które podczas przepływu wody uwalnia wapń, magnez, a także potas, sód, czy chlorki. Wydajność i efektywność nasycenia w minerały spada oczywiście wraz ze wzrostem ilości przefiltrowanej wody.
Aby z powrotem dodać minerały do filtrowanej wody, można zastosować specjalne wkłady mineralizujące. Najbardziej wartościowa woda to ta pochodząca z filtracji RO i mineralizacji. Jest nie tylko czysta, ale także bogata w ważne składniki odżywcze.
Popularne Modele Filtrów Odwróconej Osmozy
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.
Warto również zwrócić uwagę na filtr kuchenny Ecoperla Flora. Po filtracji wstępnej woda trafia na membranę osmotyczną o wydajności 75 GPD, która eliminuje najmniejsze zanieczyszczenia. Zanim jednak kranówka zostanie finalnie zmagazynowana w zewnętrznym zbiorniku, przepływa jeszcze przez wkład końcowy 2w1 węglowo-mineralizujący, który optymalizuje smak wody oraz wzbogaca ją w cenne dla zdrowia minerały - wapń i magnez.
Działanie odwróconej osmozy może być jeszcze bardziej higieniczne, dzięki antybakteryjnej powłoce Microban® obecnej m.in. w filtrach kuchennych Atlas Filtri OASIS Sanic.
Przykładowe modele filtrów odwróconej osmozy:
- Odwrócona osmoza Ecoperla Flora
- Odwrócona osmoza Ecoperla Rocket
- Odwrócona osmoza Atlas Filtri OASIS Sanic
- Odwrócona osmoza Ecoperla Revo 2.0
Podsumowanie
Odwrócona osmoza to zaawansowana i skuteczna metoda oczyszczania wody, która zrewolucjonizowała dostęp do czystej wody pitnej. Dzięki zdolności do usuwania niemal wszystkich zanieczyszczeń, odwrócona osmoza znajduje zastosowanie w domach, przemyśle i rolnictwie. Mimo pewnych wad, takich jak usuwanie minerałów i generowanie wody odrzutowej, korzyści płynące z czystej i bezpiecznej wody przeważają, czyniąc ją wartościową inwestycją w zdrowie i jakość życia.
Artykuł powstał we współpracy z zespołem inżynierów i technologów firmy Klarsan pod redakcją Edyty Siedlecki. Edyta Siedlecki to chemik z wieloletnim doświadczeniem w przemyśle.
tags: #odwrucona #osmoza #zasada #działania
