Odwrócona Osmoza: Budowa, Zasada Działania i Zastosowanie
- Szczegóły
Stacja uzdatniania wody to przede wszystkim pewność co do jakości wody, jakiej będziemy używać na co dzień. Wybór najlepiej działającej stacji uzdatniania wody jest w dużej mierze uzależniony od parametrów wody surowej, jakie najczęściej ustala się na podstawie wyników analizy wody.
Czym Jest Osmoza?
Osmoza to dyfuzja rozpuszczalnika przez półprzepuszczalną membranę, która rozdziela dwa roztwory o różnym stężeniu. Rozpuszczalnik przechodzi z roztworu o mniejszym stężeniu (hipotonicznym) do roztworu o stężeniu większym (hipertonicznym). Celem ruchu cząsteczek jest wyrównanie stężenia pomiędzy dwoma roztworami, a jednocześnie wyrównanie ciśnienia hydrostatycznego wywieranego na błonę, z ciśnieniem osmotycznym, który powstaje wskutek różnicy potencjałów chemicznych między roztworami.
Jeśli komórka zostanie umieszczona w roztworze hipertonicznym, nastąpi wypływ wody z komórki tej na zewnątrz, wskutek czego komórka utraci jędrność. Zjawisko to obserwowane jest w komórkach roślinnych. W przypadku zwierząt osmoza jest częścią procesów homeostazy.
Jak Przebiega Osmoza w Organizmach Żywych?
Komórki żywych organizmów w kontakcie z roztworem hipotonicznym stają się większe. Jeśli komórka nie posiada ściany komórkowej, może dojść nawet do jej rozsadzenia. Analogicznie, komórki te, gdy trafią do roztworu hipertonicznego, kurczą się, podlegając plazmolizie różnego stopnia. Przykładem może być płukanie gardła specjalnym roztworem soli - roztwór pozbawia komórki bakteryjne wody i powoduje ich obumieranie wskutek odwodnienia i denaturacji.
U roślin, dzięki zjawiskom osmotycznym odbywa się w nich transport wody od korzeni do liści. Zjawisko osmozy zapewnia więc roślinom sztywność łodyg i liści (przy współdziałaniu z niektórymi tkankami), jest także podstawą działania aparatu szparkowego.
Przeczytaj także: Sterowniki i usterki ASUS K52J
Odwrócona Osmoza - Co To Takiego?
Zjawisko osmozy można zatrzymać lub nawet odwrócić poprzez wywarcie odpowiednio wysokiego ciśnienia na roztwór hipertoniczny. Mówimy wtedy o odwróconej osmozie - wymuszonej dyfuzji rozpuszczalnika przez błonę półprzepuszczalną, która rozdziela dwa roztwory o różnym stężeniu. Zjawisko odwróconej osmozy, przeciwnie do osmozy spontanicznej zachodzi od roztworu o wyższym stężeniu substancji rozpuszczonej do roztworu o stężeniu niższym, czyli prowadzi do zwiększenia różnicy stężeń obu roztworów.
Osmoza odwrócona jest wywoływana przyłożeniem do membrany ciśnienia o większej wartości i skierowanego przeciwnie niż ciśnienie osmotyczne, występujące naturalnie w układzie. Przykładem zjawiska odwróconej osmozy jest m.in. odsalanie wody morskiej.
Zastosowanie Osmozy
Osmoza jest ważnym procesem tak w przyrodzie, jak i w społeczeństwie. Gdzie znalazła zastosowanie?
- W konserwowaniu żywności - osmoza od wieków służy do konserwacji mięsa, określana mianem solanki.
- Wchłanianie wody - my pijemy wodę, jednak komórki naszego organizmu wchłaniają ją przez osmozę tak, jak robią to korzenie roślin.
- Naturalny proces rośliny - proces ten pozwala roślinom przetrwać.
Osmoza odwrócona z kolei znalazła zastosowanie między innymi do odsalania wody morskiej. Od lat wykorzystywana jest także jako filtr osmotyczny do wody pitnej. Warto pamiętać jednak, że chociaż wskutek odwróconej osmozy pozbywamy się aż 96% nieczystości z wody, jednocześnie traci ona cenne minerały, takie jak wapń i magnez. Jeśli mamy zamiar używać filtru do wody z odwróconą osmozą w dużych ilościach, warto zadbać o jej mineralizację.
Zalety i Wady Odwróconej Osmozy
Odwrócona osmoza ma zarówno wady, jak i zalety. Co jest jej zaletą? Warto mieć na uwadze, że zwykłe filtry mają zdolność filtrowania tylko dużych zanieczyszczeń maksymalnie do 1 mikrona. Membrana osmotyczna ma wielkość porów 0,0005 mikrona, dzięki czemu potrafi oczyścić wodę z wszelkich zanieczyszczeń - otwory w membranie przepuszczają tylko krystalicznie czystą wodę. Jeśli stosujemy filtry osmotyczne, możemy w bezpieczny sposób pić wodę z kranu, nawet jeśli nasza instalacja nie była od lat wymieniana. Nie produkujemy także odpadów w postaci butelek z plastiku, co przynosi korzyści dla środowiska oraz portfela. Woda filtrowana w procesie osmozy staje się miękka, więc bez obaw możemy używać w czajnikach i ekspresach.
Przeczytaj także: Zastosowanie wężyków do filtra osmozy
Trzeba wiedzieć, że proces odwróconej osmozy to proces stratny, w wyniku którego część wody, trafiając z powrotem do kanalizacji, marnuje się. Ponadto membrana oprócz składników szkodliwych odrzuca także minerały ważne dla ludzkiego organizmu, dlatego warto dodawać wkłady mineralizujące. Wadą może być też to, że urządzenie zabiera sporo miejsca. Koszt tego urządzenia też nie jest mały - oprócz zakupu sprzętu, należy systematycznie wymieniać filtry z odwróconą osmozą oraz dezynfekować instalacje.
Tabela porównawcza zalet i wad odwróconej osmozy:
| Zalety | Wady |
|---|---|
| Skuteczne usuwanie zanieczyszczeń (do 0,0005 mikrona) | Straty wody w procesie filtracji |
| Możliwość bezpiecznego picia wody z kranu | Usuwanie minerałów ważnych dla organizmu |
| Brak produkcji odpadów plastikowych | Zajmowanie przestrzeni |
| Woda staje się miękka, idealna do urządzeń AGD | Konieczność regularnej wymiany filtrów i dezynfekcji |
| Możliwość doboru filtrów do parametrów wody i poddania jej mineralizacji | Koszty zakupu i eksploatacji |
Filtry Osmozy Odwróconej - Funkcje
Filtr odwróconej osmozy ma w zasadzie jedną funkcję: oczyścić wodę z wszelkich zanieczyszczeń tak, aby nadawała się do spożycia.
System odwróconej osmozy oczyszcza wodę z:
- wirusów i bakterii
- chloru oraz jego pochodnych
- zanieczyszczeń stałych: rdzy, drobin piasku
- włókien mikroplastiku
- metali ciężkich: ołowiu, arsenu, miedzi czy rtęci
- toksyn z leków, które znajdują się w wodzie
Dlatego też coraz częściej decydujemy się na filtry odwróconej osmozy do domu.
Budowa i Działanie Filtra Odwróconej Osmozy
Filtry odwróconej osmozy to urządzenia do bardzo dokładnego oczyszczania wody. Dzięki nim można zatrzymać ponad 90% zanieczyszczeń. Te przeznaczone do domów jednorodzinnych mają małą wydajność (do 30 l/dobę) i są dość drogie. Montuje się je w szafce pod zlewozmywakiem.
Przeczytaj także: Odwrócona osmoza: Twój przewodnik
Filtry z odwróconą osmozą 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.
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).
W rozbudowanych wersjach urządzeń do odwróconej osmozy za membraną instaluje się jeszcze filtr końcowy węglowy oraz mineralizator. Pierwszy pozwala zatrzymać gazy i substancje lotne oraz ostatecznie poprawia smak i zapach wody, drugi nasyca wodę usuniętymi do cna mikroelementami (na przykład związkami magnezu, wapnia i potasu).
Membrany są najczęściej robione z polimerów syntetycznych, na przykład octanu celulozy lub poliamidu, i mają postać bardzo cienkiej, selektywnej błony umieszczonej na siatce z tworzywa sztucznego, która zwiększa ich wytrzymałość.
Podsumowanie
Odwrócona osmoza to skuteczna metoda uzdatniania wody, pozwalająca na uzyskanie krystalicznie czystej wody pitnej. Wybierając system odwróconej osmozy, warto zwrócić uwagę na jego budowę, wydajność oraz koszty eksploatacji. Należy również pamiętać o regularnej wymianie filtrów i dezynfekcji urządzenia, aby zapewnić jego prawidłowe działanie i bezpieczeństwo użytkowania.
tags: #ściana #odwrócona #osmoza #budowa #zasada #działania
