Osmosas yra reiškinys, kai grynas vanduo iš praskiesto tirpalo per pusiau pralaidžią membraną teka į didesnės koncentracijos tirpalą. Pusiau pralaidi reiškia, kad membrana leis mažoms molekulėms ir jonams prasiskverbti pro ją, bet veikia kaip kliūtis didesnėms molekulėms ar ištirpusioms medžiagoms. Atvirkštinis osmosas yra atvirkštinio osmoso procesas. Mažiau koncentruotas tirpalas turi natūralią tendenciją migruoti į didesnės koncentracijos tirpalą.

Kaip veikia atvirkštinio osmoso sistema?

Atvirkštinis osmosas – tai procesas, kurio metu iš vandens pašalinami pašaliniai teršalai, kietosios medžiagos, didelės molekulės ir mineralai, naudojant slėgį, prastumiant jį per specializuotas membranas. Tai vandens valymo sistema, naudojama geriamam vandeniui, maisto ruošimui ir kitiems svarbiems tikslams pagerinti.

Jei nėra vandens slėgio, švarus vanduo (mažos koncentracijos vanduo), išvalytas osmosu, pateks į didelės koncentracijos vandenį. Vanduo stumiamas per pusiau pralaidžią membraną. Šis membraninis filtras turi daug porų, mažyčių 0,0001 mikrono, kurios gali filtruoti apie 99% teršalų, tokių kaip bakterijos (apie 1 mikronas), tabako dūmai (0,07 mikrono_, virusai (0,02-0,04 mikrono) ir kt.) per jį praeina gryno vandens molekulės.

Atvirkštinio osmoso vandens valymas gali išfiltruoti visus naudingus mineralus, kurių reikia mūsų kūnui, tačiau tai yra efektyvi ir patikrinta technologija, leidžianti gaminti švarų ir tyrą, tinkantį gerti vandenį. RO sistema turėtų tiekti daug metų didelio grynumo vandenį, kad galėtumėte jį gerti be rūpesčių.

Kodėl membraninis filtras yra efektyvus vandens valymui?

Paprastai iki šiol sukurti vandens valymo įrenginiai skirstomi į filtravimo be membranos metodą ir atvirkštinio osmoso vandens valymo metodą naudojant membraną.

Filtravimas be membranos dažniausiai atliekamas anglies filtru, kuris filtruoja tik blogą skonį, kvapą, chlorą ir kai kurias organines medžiagas vandentiekio vandenyje. Daugumos kietųjų dalelių, tokių kaip neorganinės medžiagos, sunkieji metalai, organinės cheminės medžiagos ir kancerogenai, negalima pašalinti ir prasiskverbti. Kita vertus, atvirkštinio osmoso vandens valymo metodas, naudojant membraną, yra labiausiai pasaulyje pageidaujamas vandens valymo metodas, naudojant pusiau pralaidžią vandeniui membraną, pagamintą naudojant pažangiausias polimerų inžinerijos technologijas. Tai vandens valymo metodas, kuris praleidžia ir atskiria bei pašalina įvairius neorganinius mineralus, sunkiuosius metalus, bakterijas, virusus, bakterijas ir radioaktyviąsias medžiagas, esančias vandentiekio vandenyje, kad vanduo būtų grynas.

Rezultatas yra tai, kad ištirpusi medžiaga lieka slėginėje membranos pusėje, o grynam tirpikliui leidžiama pereiti į kitą pusę. Kad būtų „selektyvus“, ši membrana neturėtų praleisti didelių molekulių ar jonų pro poras (angas), bet turėtų leisti laisvai prasiskverbti mažesniems tirpalo komponentams (pvz., tirpiklio molekulėms, ty vandeniui, H2O).

Tai ypač aktualu Kalifornijoje, kur vandentiekio vanduo yra labai kietas. Tad kodėl nepasimėgavus švaresniu ir saugesniu vandeniu su atvirkštinio osmoso sistema?

R/O membraninis filtras

XX amžiaus šeštojo dešimtmečio pradžioje daktaras Sidney Loebas iš UCLA padarė atvirkštinį osmosą (RO) praktišką, kartu su Srinivasa Sourirajan sukurdamas pusiau pralaidžias anizotropines membranas. Dirbtinio osmoso membranos yra specialiai sukurtos pusiau laidžios membranos, kurių poros yra 0,0001 mikrono, viena milijoninė plauko storio dalis. Ši membrana yra specialus filtras, pagamintas polimerinės inžinerijos technologija, pro kurį negali prasiskverbti jokie cheminiai teršalai, taip pat bakterijos ir virusai.

Kai užterštas vanduo spaudžiamas, kad prasiskverbtų per šią specialią membraną, didelės molekulinės masės cheminės medžiagos, pvz., vandenyje ištirpintas kalkių vanduo, ir didelės molekulinės masės cheminės medžiagos, tokios kaip kalkės, ištirpintos vandenyje, per pusiau pralaidžią membraną praleidžiamos tik grynu būdu. mažos molekulinės masės vandens ir ištirpusio deguonies bei organinių mineralų pėdsakų. Jie suprojektuoti taip, kad būtų išleidžiami iš membranos, veikiant naujo vandens slėgiui, kuris nepraeina pro pusiau pralaidžią membraną ir toliau stumiasi.

Rezultatas yra tai, kad ištirpusi medžiaga lieka slėginėje membranos pusėje, o grynam tirpikliui leidžiama pereiti į kitą pusę. Kad būtų „selektyvus“, ši membrana neturėtų praleisti didelių molekulių ar jonų pro poras (angas), bet turėtų leisti laisvai prasiskverbti mažesniems tirpalo komponentams (pvz., tirpiklio molekulėms, ty vandeniui, H2O).

Membranos, kurios buvo paleistos medicininiais tikslais, buvo sukurtos kariniam karui arba aprūpinti karius švariu, neužteršto geriamuoju vandeniu ir toliau išvalys astronauto šlapimą, surinktą, kai kosmoso tyrinėjimų metu įvyksta nenumatyti įvykiai. Jis naudojamas aviacijos ir kosmoso reikmėms geriamajam vandeniui gaminti, o pastaruoju metu didžiosios gėrimų kompanijos naudoja didelio našumo pramoninius vandens valytuvus butelių gamybai ir plačiai naudojami buitiniams vandens valytuvams.