Technologia Membranowa Odwrócona Osmoza: Zasada Działania i Zastosowanie
- Szczegóły
Odwrócona osmoza to zaawansowana technologicznie metoda uzdatniania wody, która cieczy się nieustannie rosnącą popularnością zarówno w gospodarstwach domowych, jak i w przemyśle. 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.
Niniejszy proces filtracji jest ceniony za swoją ponadprzeciętną efektywność w usuwaniu zanieczyszczeń, minerałów i związków chemicznych, co czyni go idealnym rozwiązaniem dla osób poszukujących czystej i bezpiecznej wody.
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. Osmoza jest zjawiskiem, które zachodzi pod wpływem gradientu stężeń między dwoma roztworami o różnym stężeniu, oddzielonymi półprzepuszczalną membraną. 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
Odwrócona osmoza (ang. RO - Reverse Osmosis) jest procesem membranowym. Oznacza to, że jego działanie opiera się na przepuszczaniu wody przez półprzepuszczalną membranę pod wysokim ciśnieniem. W odróżnieniu od naturalnej osmozy, gdzie woda przepływa z roztworu o niższym stężeniu do roztworu o wyższym stężeniu, odwrócona osmoza wymusza przepływ wody w przeciwnym kierunku.
Przeczytaj także: Przydomowe oczyszczalnie ścieków Zawiercie
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.
Procedura odwróconej osmozy wymaga użycia pompy wysokociśnieniowej, która wytwarza ciśnienie niezbędne do pokonania naturalnego ciśnienia osmotycznego. Typowe ciśnienie robocze w systemach odwróconej osmozy wynosi od 2,8 do 6 barów, w zależności od jakości wody surowej i wymagań dotyczących czystości wody oczyszczonej.
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.
Kolejnym etapem jest filtracja węglowa, podczas której woda przechodzi przez wkłady z węglem aktywnym. Jest to bardziej zaawansowany proces, gdyż pozwala on na usunięcie m.in. chloru, związków organicznych oraz innych substancji chemicznych, które mogłyby uszkodzić membranę RO.
Kluczowym elementem systemu odwróconej osmozy stanowi membrana osmotyczna, przez którą przepływa woda pod wysokim ciśnieniem. Składa się ona z wielu warstw półprzepuszczalnego materiału, które zatrzymują zanieczyszczenia i przepuszczają jedynie cząstki czystego H2O.
Przeczytaj także: Jakość ziarna po suszeniu
Zbudowana z cienkich błon półprzepuszczalnych, membrana osmotyczna rozdziela wodę na dwa roztwory o różnym stężeniu. Woda oczyszczona, czyli tzw. permeat, przechodzi przez membranę i jest zbierana do zbiornika na czystą wodę lub trafia bezpośrednio do kranu - zależy to od rodzaju odwróconej osmozy (w naszym sklepie znajdziesz RO ze zbiornikiem oraz RO bez zbiornika).
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.
Filtracja wody za pomocą odwróconej osmozy to rewolucyjne rozwiązanie, które dało ludzkości możliwość odzyskiwania wody słodkiej do picia. Woda oczyszczona tym sposobem jest także stosowana wielu procesach technologicznych, w których wymaga się wysokiej jakości wody i jej czystości.
Przeczytaj także: Oczyszczalnia SBR: zasada działania
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.
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.
Zalety i Wady Odwróconej Osmozy
Odwrócona osmoza to jeden z częściej stosowanych procesów membranowych w technologii uzdatniania wody, znajdujący ogromną ilość zastosowań. Technologia ma wiele zalet. Przede wszystkim jest niezwykle skuteczna - filtr, który wykorzystuje proces odwróconej osmozy zatrzymuje ok. 96 % wszystkich szkodliwych substancji, znajdujących się w wodzie. Poza tym proces oczyszczania prowadzony jest w sposób ciągły, a dzięki możliwości łączenia modułów, można łatwo powiększyć skalę oczyszczania. Oczyszczanie przy technice odwróconej osmozy łatwo łączy się z innymi technologiami membranowymi. Technologia jest nieskomplikowana w obsłudze i daje możliwość całkowitej automatyzacji.
Mimo wielu zalet oraz szerokiego zastosowania, posiada jednak pewne ograniczenia. Membrany muszą wykazywać odporność na pH roztworu, temperaturę czy obecność substancji utleniających. Ze względu na konieczność zastosowania wysokiego ciśnienia, proces jest opłacalny do ograniczonego stężenia roztworów. Posiada też ograniczoną możliwość zastosowania przy roztworach o dużej gęstości, krystalizujących i koagulujących.
Dodatkowe Funkcje i Ulepszenia
Działanie odwróconej osmozy może być jeszcze bardziej higieniczne, dzięki antybakteryjnej powłoce Microban® obecnej m.in. w filtrach kuchennych Atlas Filtri OASIS Sanic.
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. 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.
W zestawie z odwróconą osmozą zazwyczaj znajduje się także wylewka do pobierania oczyszczonej wody oraz akcesoria instalacyjne wraz z instrukcją jak zamontować odwróconą osmozę.
Woda po Odwróconej Osmozie - Fakty i Mity
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. 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.
Woda po odwróconej osmozie jest nie tylko krystalicznie czysta i zdrowa, ale też idealna do celów spożywczych. Jej zapach, smak i barwa pozostają neutralne, dzięki czemu kranówka ma parametry zbliżone lub nawet lepsze od wody butelkowanej. Decydując się na taki filtr kuchenny warto jednak sięgać po sprawdzone rozwiązania od renomowanych producentów.
Przykładowe Systemy 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.
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: #technologia #membranowa #odwrócona #osmoza #zasada #działania
