Osmoza je pojav, pri katerem čista voda teče iz razredčene raztopine skozi polprepustno membrano v raztopino z višjo koncentracijo. Polprepustna pomeni, da bo membrana omogočila prehod majhnih molekul in ionov skozi njo, vendar deluje kot ovira za večje molekule ali raztopljene snovi. Reverzna osmoza je proces obratne osmoze. Raztopina, ki je manj koncentrirana, bo imela naravno težnjo po prehodu v raztopino z višjo koncentracijo.

Kako deluje sistem reverzne osmoze?

Reverzna osmoza je postopek, ki odstrani tuje onesnaževalce, trdne snovi, velike molekule in minerale iz vode s pritiskom, da jo potisne skozi specializirane membrane. Je sistem za čiščenje vode, ki se uporablja za izboljšanje vode za pitje, kuhanje in druge pomembne namene.

Če vodnega tlaka ni, bo čista voda (voda z nizko koncentracijo), prečiščena z osmozo, prešla v vodo z visoko koncentracijo. Voda se potiska skozi polprepustno membrano. Ta membranski filter ima veliko por, majhnih kot 0,0001 mikronov, ki lahko filtrirajo približno 99 % onesnaževalcev, kot so bakterije (približno -1 mikronov), tobačni dim (0,07 mikronov_, virusi (0,02-0,04 mikronov), itd. In samo skozenj prehajajo molekule čiste vode.

Čiščenje vode z reverzno osmozo lahko filtrira vse uporabne minerale, ki jih naše telo potrebuje, vendar je učinkovita in preizkušena tehnologija za proizvodnjo vode, ki je čista in primerna za pitje. Sistem RO naj bi zagotavljal dolgoletno visoko čisto vodo, da jo lahko brezskrbno pijete.

Zakaj je membranski filter učinkovit za čiščenje vode?

Na splošno so čistilniki vode, ki so bili razviti do sedaj, večinoma razvrščeni v brezmembransko filtrirno metodo in metodo čiščenja vode z reverzno osmozo z uporabo membrane.

Brezmembransko filtrirno filtriranje večinoma izvajamo z ogljikovim filtrom, ki filtrira le slab okus, vonj, klor in nekatere organske snovi v vodovodni vodi. Večine delcev, kot so anorganske snovi, težke kovine, organske kemikalije in rakotvorne snovi, ni mogoče odstraniti in prenesti skozi. Po drugi strani pa je metoda čiščenja vode z reverzno osmozo z uporabo membrane najbolj priljubljena metoda čiščenja vode na svetu z uporabo polprepustne za vodo membrane, izdelane z najsodobnejšo tehnologijo inženiringa polimerov. Gre za metodo čiščenja vode, ki prehaja skozi vodo iz pipe, ločuje in odstranjuje različne anorganske minerale, težke kovine, bakterije, viruse, bakterije in radioaktivne materiale, da nastane čista voda.

Rezultat je, da se topljenec zadrži na strani membrane pod tlakom, čisto topilo pa lahko preide na drugo stran. Da bi bila "selektivna", ta membrana ne bi smela prepuščati velikih molekul ali ionov skozi pore (luknje), temveč bi morala prepuščati manjšim komponentam raztopine (kot so molekule topila, npr. voda, H2O), da prosto prehajajo.

To še posebej velja tukaj v Kaliforniji, kjer je trdota vode iz pipe huda. Zakaj torej ne bi uživali v čistejši in varnejši vodi s sistemom reverzne osmoze?

R/O membranski filter

V zgodnjih petdesetih letih prejšnjega stoletja je dr. Sidney Loeb iz UCLA naredil reverzno osmozo (RO) praktično tako, da je skupaj s Srinivaso Sourirajanom razvil polprepustne anizotropne membrane. Membrane za umetno osmozo so posebej oblikovane polprepustne membrane s porami velikosti 0,0001 mikrona, kar je milijoninka debeline lasu. Ta membrana je poseben filter, izdelan s tehnologijo inženiringa polimerov, skozi katerega ne morejo preiti nobeni kemični onesnaževalci ter bakterije in virusi.

Ko se na onesnaženo vodo izvaja pritisk, da gre skozi to posebno membrano, gredo kemikalije z visoko molekulsko maso, kot je apnena voda, raztopljena v vodi, in kemikalije z visoko molekulsko maso, kot je apno, raztopljeno v vodi, skozi polprepustno membrano samo s čisto voda z majhno molekulsko maso in raztopljenim kisikom ter sledovi organskih mineralov. Zasnovane so tako, da se odvajajo iz membrane s pritiskom nove vode, ki ne prehaja skozi polprepustno membrano in še naprej potiska noter.

Rezultat je, da se topljenec zadrži na strani membrane pod tlakom, čisto topilo pa lahko preide na drugo stran. Da bi bila "selektivna", ta membrana ne bi smela prepuščati velikih molekul ali ionov skozi pore (luknje), temveč bi morala prepuščati manjšim komponentam raztopine (kot so molekule topila, npr. voda, H2O), da prosto prehajajo.

Membrane, ki so bile izstreljene v medicinske namene, razvite za vojaško vojskovanje ali za oskrbo vojakov s čisto, nekontaminirano pitno vodo in dodatno prečistijo astronavtov urin, zbran ob nepredvidenih dogodkih med raziskovanjem vesolja. Uporablja se v letalstvu za pitno vodo, v zadnjem času pa velika podjetja za proizvodnjo pijač uporabljajo industrijske čistilnike vode z veliko zmogljivostjo za proizvodnjo steklenic in se pogosto uporabljajo za gospodinjske čistilnike vode.