Odwrócona Osmoza: Zasada Działania i Zastosowanie
- Szczegóły
Odwrócona osmoza to obecnie jeden z najdokładniejszych filtrów kuchennych, który oczyszcza kranówkę z dokładnością do pojedynczych jonów. Warto 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
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.
Zasada Działania Odwróconej Osmozy
Osmoza jest zjawiskiem, które zachodzi pod wpływem gradientu stężeń między dwoma roztworami o różnym stężeniu, oddzielonymi półprzepuszczalną membraną. 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. Po pewnym czasie jednak poziom wody z solą wzrasta, natomiast poziom wody czystej zmniejsza się. Dzieje się tak, ponieważ membrana próbuje wyrównać poziom soli/stężenia po obydwu stronach, dlatego woda przepływa w kierunku większego zasolenia.
Jak sama nazwa wskazuje, podczas odwróconej osmozy przepływ rozpuszczalnika następuje w odwrotnym kierunku niż ma to miejsce w przypadku osmozy spontanicznej, czyli do środowiska o mniejszym stężeniu substancji rozpuszczonych. Nie dzieje się to jednak w sposób naturalny - siłą napędową jest sztucznie wytworzona przez pompę różnica ciśnień. Po stronie roztworu o większym stężeniu stosuje się wyższe ciśnienie niż wartość ciśnienia osmotycznego, czyli ciśnienia, którym należy działać na roztwór, aby powstrzymać przepływ rozpuszczalnika przez półprzepuszczalną membranę. Dzięki zastosowaniu nadciśnienia, rozpuszczalnik płynie w przeciwnym kierunku, a stężenia substancji nie wyrównują się.
Proces Filtracji
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. 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.
Przeczytaj także: Sędziszów Filtr Powietrza do Astry H - Testy i Opinie
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.
Działanie odwróconej osmozy może być jeszcze bardziej higieniczne, dzięki antybakteryjnej powłoce Microban® obecnej m.in. w filtrach kuchennych Atlas Filtri OASIS Sanic.
Poza filtrami wyłapującymi zanieczyszczenia mechaniczne, konieczne jest stosowanie filtrów lub wymieniaczy jonowych przed samą membraną. Mimo że osadzające się na jej powierzchni, nierozpuszczalne sole mineralne można usunąć poprzez mycie, taki zabieg znacznie skraca żywotność membrany. W celu ograniczenia powstawania osadów stosuje się również preparaty na bazie antykoagulantów, flokulantów lub antyskalantów. Za membraną często umieszcza się lampę UV, która zapewnia stabilność mikrobiologiczną oczyszczanej wody. Dodatkowo, montuje się tak zwany filtr szlifujący, który poprawia właściwości organoleptyczne wody.
Dokładność Filtracji
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.
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: Jak wymienić filtr w Vespa LX 50?
Filtr odwróconej osmozy jest wykorzystywany także np. w rolnictwie i przemyśle.
W gospodarstwach domowych i niewielkich przedsiębiorstwach stosuje się najczęściej mniejszą odwróconą osmozę. Rozwiązanie ma zastosowanie, gdy w wodzie obecne są zanieczyszczenia, których usunięcie wymagałoby użycia kilku różnych urządzeń. Do takich substancji należą w szczególności metale ciężkie, pestycydy, azotany i azotyny.
Wzbogacanie Wody w Minerały
Woda oczyszczona przez system odwróconej osmozy jest w pełni bezpieczna do spożycia. Wiedząc natomiast jak działa odwrócona osmoza można się spodziewać, że w wodzie po filtracji nie będzie żadnych substancji odżywczych. 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. 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.
Oczyszczona woda współdziałając bezpośrednio z subkrysatalicznym złożem dolomitowym znajdującym się we wkładzie K7M zostaje wzbogacona w minerały takie jak: WAPŃ, MAGNEZ i POTAS. Taka woda, o wartościach bilansu żywieniowego takich jak mineralna woda butelkowana, wywiera korzystny wpływ na nasz organizm.
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.
Przeczytaj także: Oczyszczacz Duux: konserwacja filtra
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.
Przykładowe Modele Filtrów Odwróconej Osmozy
- Odwrócona osmoza Ecoperla Flora 579.00 zł
- Odwrócona osmoza Ecoperla Rocket 1,590.00 zł
- Odwrócona osmoza Atlas Filtri OASIS Sanic 1,690.00 zł
- Odwrócona osmoza Ecoperla Revo 2.0 4,490.00 zł
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.
Podsumowanie
Odwrócona osmoza to zaawansowana i niezwykle skuteczna metoda uzdatniania wody, która znajduje szerokie zastosowanie zarówno w gospodarstwach domowych, jak i w przemyśle. Dzięki zdolności do usuwania szerokiego spektrum zanieczyszczeń, woda uzyskana w procesie RO jest czysta, bezpieczna i pozbawiona nieprzyjemnych smaków i zapachów. Mimo pewnych wad, takich jak wysokie zużycie wody i koszty, odwrócona osmoza pozostaje jednym z najlepszych rozwiązań do uzdatniania wody, oferując wiele korzyści zdrowotnych i ekonomicznych.
tags: #sracja #filtr #odwrocona #osmoza #działanie #zasada
