Jak funguje reverzní osmóza
Reverzní osmóza funguje technicky obrácením funkce přirozené osmózy technickými prostředky.
Osmóza
Osmotické síly se vyskytují vždy, když je mezi dvěma kapalinami s různými koncentracemi rozpuštěných látek polopropustná membrána. Polopropustné membrány jsou propustné pouze v jednom směru.
Nyní vzniká tlak mezi dvěma kapalinami různých koncentrací. Tento tlak vyplývá ze skutečnosti, že obě kapaliny mají tendenci vyrovnávat koncentraci rozpuštěných látek.
V závislosti na tom, která strana membrány je propustná, bude buď kapalina proudit ze strany nižší koncentrace, aby se zředila vyšší koncentrace, nebo kapalina s vyšší koncentrací projde na stranu nižší koncentrace, dokud nebude na obou stranách stejná koncentrace převládá.
Výsledný tlak se nazývá osmotický tlak. Závisí to na koncentračním gradientu - tj. Rozdílu mezi těmito dvěma koncentracemi.
Podobný jev lze pozorovat také v buňkách. Pokud byste měli přivést vodu do krevního řečiště, došlo by k hemolýze: buněčná tekutina v krevních destičkách má mnohem vyšší koncentraci rozpuštěných iontů než okolní voda. Voda tedy neustále proudila, aby vytvořila koncentrační rovnováhu. To by prasklo destičky.
Reverzní osmóza
Reverzní osmóza nyní využívá technické prostředky k obrácení osmotického tlaku v opačném směru. Namísto vytvoření rovnovážné koncentrace, jako by to byl osmotický tlak, se k aplikaci vyššího tlaku v opačném směru používá čerpadlo.
Výsledkem je, že koncentrační gradient není menší, ale větší. Kapalina na jedné straně je spolehlivě očištěna od všech látek v ní rozpuštěných. To však někdy vyžaduje velmi vysoké tlaky až 30 bar. Proces je proto velmi energeticky náročný.
Na druhé straně je na druhé straně membrány vytvořen vysoce koncentrovaný roztok se všemi ionty. Toto řešení musí být zlikvidováno. Procesy reverzní osmózy také znamenají poměrně vysoké množství odpadních vod.
Vlastnosti vody osmózy
Osmóza je téměř čistá jako voda destilovaná. Výroba je však nákladově efektivnější než u destilované vody. Na rozdíl od vody, která byla několikrát destilována, není voda z osmózy sterilní.
Velmi čistou vodu však lze vyrobit pomocí vícestupňových procesů reverzní osmózy. Neobsahuje žádné rozpuštěné ionty a soli, a proto ani deionizovanou vodu.
Osmóza je měkká voda s nulovou tvrdostí, protože všechny ionty vápníku a hořčíku jsou odstraněny během reverzní osmózy.
Aplikace reverzní osmózy
Princip reverzní osmózy lze využít k různým účelům.
Úprava vody
Při úpravě a čištění vody je reverzní osmóza vysoce účinný čisticí proces, který spolehlivě odstraňuje všechny nežádoucí látky.
I vysoce znečištěná voda může být účinně čištěna pomocí reverzní osmózy. V některých případech jsou nutné předfiltry, aby se nejprve odstranily hrubé nečistoty. Někdy se musí také použít antivegetativní činidla, aby se zabránilo krystalizaci rozpouštědel na membráně.
Výdaj energie na čištění jednoho kubického metru vody se ve většině systémů pohybuje v rozmezí přibližně 4 až 9 kWh.
Systémy reverzní osmózy se často nabízejí jako centrální systémy pro úpravu pitné vody v domácnosti.
Odsolování mořské vody
Mořská voda může být odsolena destilací. Proces je však složitý a energeticky náročný. Při použití reverzní osmózy je odsolování mořské vody mnohem levnější.
Mnoho zaoceánských lodí má také zabudované systémy odsolování mořské vody, takže s sebou nemusí nosit tolik pitné vody.
Čištění odpadních vod
Proces reverzní osmózy lze také použít k odstranění nežádoucích látek z odpadních vod - po vhodné předběžné filtraci. Přitom se odfiltrují látky, které je jinak obtížné odstranit.
Proces je však příliš nákladný na to, aby se mohl běžně používat při nakládání s odpadními vodami. Mohl by však také spolehlivě odstranit škodlivé kontaminanty, jako jsou zbytky drog nebo zbytky pesticidů nebo dokonce hormony.
Reverzní osmóza ke zvýšení koncentrace
Reverzní osmóza může nejen sloužit k eliminaci určitých látek, ale také naopak ke koncentraci určitých požadovaných látek v kapalinách.
Tento princip se používá například při výrobě koncentrátů ovocných šťáv. Slouží také jako způsob výroby nealkoholického piva.
Údajné účinky vody na osmózu na zdraví
Mnoho lidí věří, že voda, která byla čištěna reverzní osmózou, je pro zdraví prospěšnější než běžná mineralizovaná voda. O tom však existuje jasná polemika.
Obecně platí, že deionizovaná voda s větší pravděpodobností poškodí vaše zdraví, než ve skutečnosti prospěje vypláchnutím životně důležitých minerálů a elektrolytů.
tipy a triky
Systémy reverzní osmózy jsou drahé a spotřebovávají hodně energie - a při tom produkují vodu, která může být při dlouhodobém užívání dokonce škodlivá pro zdraví. Předem si proto velmi dobře promyslete, zda skutečně chcete tuto investici uskutečnit.
