Osmoze ir parādība, kad tīrs ūdens plūst no atšķaidīta šķīduma caur daļēji caurlaidīgu membrānu uz šķīdumu ar lielāku koncentrāciju. Daļēji caurlaidīgs nozīmē, ka membrāna ļauj mazām molekulām un joniem iziet cauri, bet darbojas kā barjera lielākām molekulām vai izšķīdušām vielām. Reversā osmoze ir osmozes process apgrieztā secībā. Mazāk koncentrētam šķīdumam būs dabiska tendence migrēt uz šķīdumu ar lielāku koncentrāciju.

Kā darbojas reversās osmozes sistēma?

Reversā osmoze ir process, kurā, izmantojot spiedienu, lai izspiestu ūdeni caur specializētām membrānām, no ūdens tiek atdalīti svešķermeņi, cietas vielas, lielas molekulas un minerālvielas. Tā ir ūdens attīrīšanas sistēma, ko izmanto, lai uzlabotu ūdeni dzeršanai, ēdiena gatavošanai un citām svarīgām vajadzībām.

Ja nav ūdens spiediena, tīrs ūdens (ūdens ar zemu koncentrāciju), kas attīrīts ar osmozi, pārvietosies uz ūdeni ar augstu koncentrāciju. Ūdens tiek izspiests caur puscaurlaidīgu membrānu. Šim membrānas filtram ir daudz poru, kuru izmērs ir tikai 0,0001 mikrons, un tās var filtrēt aptuveni 99% piesārņotāju, piemēram, baktērijas (aptuveni -1 mikrons), tabakas dūmus (0,07 mikroni), vīrusus (0,02–0,04 mikroni) utt. Un caur to iziet tikai tīra ūdens molekulas.

Reversās osmozes ūdens attīrīšana var izfiltrēt visus mūsu organismam nepieciešamos derīgos minerālus, taču tā ir efektīva un pārbaudīta tehnoloģija, kas ļauj ražot tīru un dzērienam piemērotu ūdeni. RO sistēmai vajadzētu nodrošināt augstas tīrības ūdeni daudzus gadus, lai jūs to varētu dzert bez raizēm.

Kāpēc membrānas filtrs ir efektīvs ūdens attīrīšanai?

Parasti līdz šim izstrādātie ūdens attīrītāji tiek klasificēti kā bezmembrānas filtrācijas metodes un reversās osmozes ūdens attīrīšanas metodes, izmantojot membrānu.

Bezmembranu filtrācija galvenokārt tiek veikta ar oglekļa filtru, kas filtrē tikai slikto garšu, smaku, hloru un dažas organiskās vielas krāna ūdenī. Lielāko daļu daļiņu, piemēram, neorganiskās vielas, smagos metālus, organiskās ķīmiskās vielas un kancerogēnus, nevar noņemt un izvadīt cauri. No otras puses, reversās osmozes ūdens attīrīšanas metode, izmantojot membrānu, ir pasaulē visiecienītākā ūdens attīrīšanas metode, kurā izmanto ūdens puscaurlaidīgu membrānu, kas izgatavota, izmantojot modernākās polimēru inženiertehnoloģijas. Tā ir ūdens attīrīšanas metode, kas iziet cauri, atdala un noņem dažādus neorganiskos minerālus, smagos metālus, baktērijas, vīrusus, baktērijas un radioaktīvos materiālus, kas atrodas krāna ūdenī, lai iegūtu tīru ūdeni.

Rezultātā izšķīdinātā viela tiek aizturēta membrānas spiediena pusē, un tīrais šķīdinātājs tiek ļauts pāriet uz otru pusi. Lai membrāna būtu “selektīva”, tai nevajadzētu ļaut lielām molekulām vai joniem iziet cauri porām (caurumiem), bet gan ļaut brīvi iziet mazākām šķīduma sastāvdaļām (piemēram, šķīdinātāja molekulām, t.i., ūdenim, H2O).

Tas jo īpaši attiecas uz Kaliforniju, kur krāna ūdens ir ļoti ciets. Tāpēc kāpēc gan nebaudīt tīrāku un drošāku ūdeni ar reversās osmozes sistēmu?

R/O membrānas filtrs

20. gs. piecdesmito gadu sākumā Dr. Sidnijs Loebs no UCLA padarīja reversās osmozes (RO) praktisku, kopā ar Srinivasu Suriradžanu izstrādājot daļēji caurlaidīgas anizotropiskas membrānas. Mākslīgās osmozes membrānas ir speciāli izstrādātas daļēji caurlaidīgas membrānas ar porām, kuru izmērs ir 0,0001 mikrons, kas ir viena miljonā daļa no mata biezuma. Šī membrāna ir īpašs filtrs, kas izgatavots, izmantojot polimēru inženiertehnoloģiju, un cauri tam nevar izkļūt ķīmiskie piesārņotāji, kā arī baktērijas un vīrusi.

Kad piesārņotajam ūdenim tiek pielikts spiediens, lai tas izietu cauri šai īpašajai membrānai, augstas molekulmasas ķīmiskas vielas, piemēram, ūdenī izšķīdināts kaļķūdens, un augstas molekulmasas ķīmiskas vielas, piemēram, ūdenī izšķīdināts kaļķis, tiek izvadītas cauri puscaurlaidīgajai membrānai, kurā ir tikai tīrs ūdens ar mazu molekulmasu, izšķīdušais skābeklis un organisko minerālu pēdas. Tās ir paredzētas tā, lai tās izvadītu no membrānas jauna ūdens spiediens, kas neiziet cauri puscaurlaidīgajai membrānai un turpina spiesties iekšā.

Rezultātā izšķīdinātā viela tiek aizturēta membrānas spiediena pusē, un tīrais šķīdinātājs tiek ļauts pāriet uz otru pusi. Lai membrāna būtu “selektīva”, tai nevajadzētu ļaut lielām molekulām vai joniem iziet cauri porām (caurumiem), bet gan ļaut brīvi iziet mazākām šķīduma sastāvdaļām (piemēram, šķīdinātāja molekulām, t.i., ūdenim, H2O).

Membrānas, kas tika laistas apgrozībā medicīniskiem nolūkiem, tika izstrādātas militārām karadarbībām vai karavīru nodrošināšanai ar tīru, nepiesārņotu dzeramo ūdeni, kā arī tālāk attīrīja astronautu urīnu, kas savākts neparedzētu notikumu gadījumā kosmosa izpētes laikā. Tās tiek izmantotas kosmosa nozarē dzeramā ūdens ražošanai, un nesen lieli dzērienu ražotāji pudeļu ražošanai izmanto lielas ietilpības rūpnieciskos ūdens attīrītājus, un tās plaši izmanto mājsaimniecības ūdens attīrītājiem.