Odwrócona osmoza to technologia oczyszczania wody wykorzystująca półprzepuszczalną membranę do usuwania jonów, cząsteczek i większych cząstek z wody pitnej.
Na czym polega proces?
W osmozie odwróconej wykorzystywane jest ciśnienie, które ma na celu przezwyciężyć ciśnienie osmotyczne, właściwość napędzaną różnymi potencjałami chemicznymi rozpuszczalnika i parametrem termodynamicznym.
Odwrócona osmoza może usunąć wiele rodzajów rozpuszczonych i zawieszonych gatunków z wody, w tym bakterii, i jest stosowana zarówno w procesach przemysłowych, jak i w produkcji wody pitnej. Wykorzystuje się ten proces również do wielu innych celów.
Rezultatem procesu jest to, że substancja jest zatrzymywana po stronie pod ciśnieniem membrany i nie może przejść przez drugą stronę. Membrana nie powinna pozwalać na przedostanie się dużych cząsteczek lub jonów przez otwory. Ma za zadanie umożliwić swobodne przemieszczanie mniejszych elementów roztworu (takich jak cząsteczki rozpuszczalnika).
Wysoki i niski potencjał wody
Potencjał wody to potencjalna energia wody na jednostkę objętości w warunkach referencyjnych. Potencjał ten określa wielkość tendencji do przenoszenia wody z jednego obszaru do drugiego, m.in. w wyniku osmozy.
W normalnym procesie osmozy rozpuszczalnik naturalnie przemieszcza się z obszaru o niskiej zawartości substancji rozpuszczonej (wysoki potencjał wody) przez membranę do obszaru o wysokim stężeniu substancji rozpuszczonej (niski potencjał wodny).
Siłą napędową przemieszczania się rozpuszczalnika jest redukcja wolnej energii w układzie, gdy różnica stężenia rozpuszczalnika po każdej stronie membrany jest zmniejszona, powodując ciśnienie osmotyczne wskutek przemieszczania się rozpuszczalnika do bardziej stężonego roztworu.
Osmoza a filtracja
Zastosowanie zewnętrznego ciśnienia w celu odwrócenia naturalnego przepływu czystego rozpuszczalnika jest więc odwrotną osmozą. Proces ten jest podobny do innych zastosowań technologii membranowej. Istnieją jednak istotne różnice między odwróceniem osmozy a filtracją.
Przeważający mechanizm usuwania w filtracji membranowej jest naprężony lub wykluczony, więc proces ten może teoretycznie osiągnąć idealną wydajność niezależnie od parametrów, takich jak ciśnienie i stężenie roztworu.
Osmoza odwrócona obejmuje również dyfuzję, co sprawia, że proces ten zależy od ciśnienia, natężenia przepływu i innych warunków. Odwrócona osmoza jest najczęściej używana w oczyszczaniu wody pitnej z wody morskiej, usuwaniu soli i innych ścieków z cząsteczek wody.
Artykuł powstał we współpracy z firmą Rosmosis
