Как работи обратната осмоза
Обратната осмоза работи технически чрез обръщане на естествената осмоза с технически средства.
Осмозата
Осмотичните сили винаги се появяват, когато между две течности има полупропусклива мембрана с различна концентрация на разтворени вещества. Полупропускливите мембрани са пропускливи само в една посока.
Сега възниква налягане между двете течности с различни концентрации. Това налягане се дължи на факта, че и двете течности са склонни да изравняват концентрацията на разтворените вещества.
В зависимост от това коя страна на мембраната е пропусклива, или течността ще тече от страната на по-ниската концентрация, за да се разрежда по-високата концентрация - или течност с по-висока концентрация ще премине към страната на по-ниската концентрация, докато същата концентрация от двете страни преобладава.
Полученото налягане се нарича осмотично налягане. Зависи от градиента на концентрацията - тоест разликата между двете концентрации.
Подобно явление може да се наблюдава и в клетките. Ако трябва да вкарате вода в кръвния поток, ще настъпи хемолиза: клетъчната течност в кръвните тромбоцити има много по-висока концентрация на разтворени йони от околната вода. Така водата постоянно ще тече, за да създаде концентрационно равновесие. Това би спукало тромбоцитите.
Обратна осмоза
Сега обратната осмоза използва технически средства за обръщане на осмотичното налягане в обратна посока. Вместо да се създава концентрационно равновесие, както би било осмотичното налягане, се използва помпа за прилагане на по-високо налягане в обратна посока.
В резултат градиентът на концентрация не е по-малък, но по-голям. Течността от едната страна се почиства надеждно от всички разтворени в нея вещества. Това обаче понякога изисква много високо налягане до 30 бара. Следователно процесът е много енергоемък.
От друга страна, от другата страна на мембраната се създава силно концентриран разтвор с всички йони. Това решение трябва да се изхвърли. Процесите на обратна осмоза също означават сравнително голямо количество отпадъчни води.
Свойства на осмозната вода
Водата за осмоза е почти толкова чиста, колкото дестилираната вода. Производството обаче е по-рентабилно, отколкото с дестилирана вода. За разлика от водата, която е дестилирана няколко пъти, водата за осмоза не е стерилна.
Въпреки това, много чиста вода може да бъде получена чрез многоетапни процеси на обратна осмоза. Той е без всички разтворени йони и соли и следователно също дейонизирана вода.
Водата за осмоза е мека вода със степен на твърдост нула, тъй като обратната осмоза премахва всички калциеви и магнезиеви йони.
Приложения за обратна осмоза
Принципът на обратната осмоза може да се използва за различни цели.
Пречистване на водата
При обработката на водата и пречистването на водата обратната осмоза е високоефективен процес на почистване, който надеждно премахва всички нежелани съставки.
Дори силно замърсената вода може да се почисти ефективно с помощта на обратна осмоза. В някои случаи са необходими предварителни филтри, за да се отстранят първо грубите замърсявания. Понякога трябва да се използват и средства против замърсяване, за да се предотврати кристализирането на разтворителите върху мембраната.
Разходът на енергия за пречистване на един кубичен метър вода е в диапазона от около 4 до 9 kWh в повечето системи.
Системите за обратна осмоза често се предлагат като централни системи за пречистване на питейна вода в домакинството.
Опресняване на морска вода
Морската вода може да бъде обезсолена чрез дестилация. Процесът обаче е сложен и енергоемък. Използвайки обратна осмоза, обезсоляването на морската вода е много по-евтино.
Много океански кораби имат и вградени системи за обезсоляване на морската вода, така че да не се налага да носят толкова много питейна вода със себе си.
Пречистване на отпадъчни води
Процес на обратна осмоза също може да се използва за отстраняване на нежелани вещества от отпадъчните води - след подходящо предварително филтриране. Това също така филтрира вещества, които иначе са трудни за отстраняване.
Процесът обаче е твърде скъп за редовно използване в управлението на отпадъчни води, за да се използва общо. Въпреки това, той може също така надеждно да премахне вредните замърсители като остатъци от лекарства или остатъци от пестициди или дори хормони.
Обратна осмоза за повишаване на концентрацията
Обратната осмоза може не само да служи за елиминиране на определени вещества, но и обратното, за концентриране на определени желани вещества в течности.
Този принцип се използва например при производството на концентрати от плодови сокове. Той също така служи като начин за приготвяне на безалкохолна бира.
Предполагаеми ефекти върху здравето на водата от осмоза
Много хора вярват, че пречистената чрез обратна осмоза вода е по-полезна за здравето от конвенционалната минерализирана вода. Но за това има явни противоречия.
Като общо правило дейонизираната вода е по-вероятно да навреди на вашето здраве, отколкото в действителност да се възползва чрез измиване на жизненоважни минерали и електролити.
съвети и трикове
Системите за обратна осмоза са скъпи и консумират много енергия - и в процеса произвеждат вода, която може дори да бъде вредна за здравето, ако се ползва непрекъснато. Затова помислете много внимателно предварително дали наистина искате да направите тази инвестиция.
