Odwrócona Osmoza Przemysłowa Osmosis

Jeżeli interesuję Cię system filtracji membranowej do przemysłu to poniższe informacje na pewno poszerzą Twoją wiedzę.  

Systemy odwróconej osmozy przemysłowe
Wiele doniosłych odkryć w rozwoju nowoczesnych społeczeństw było dziełem przypadków. Tak też stało się podczas badań i opracowywania metod odsalania wody morskiej w USA. W początkach lat  50-tych pracownik naukowy Sourirajan z Uniwersytetu w Kaliforni  odkrył nową metodę odsalania wody morskiej poprzez zastosowanie systemu „Odwróconej osmozy”.
      Ta  nowa technika była tak obiecująca, że Rząd Amerykański wspólnie z kilkoma znaczącymi firmami przygotował, szeroki program prac w celu bliższego zbadania w/w metody. Wytłumaczenie działania „ Odwróconej osmozy” nie jest łatwe. Zachodzący przy tym pewien aktywny mechanizm spotkać można w życiu codziennym ( co zależy od wnikliwego obserwatora ). Działające jednak takie modele pojawiają się bardzo rzadko. Zanim więc przedstawiony zostanie mechanizm odwróconej osmozy, najpierw powiedzieć należy o osmozie biologicznej zachodzącej w naturze, z której wywodzi się w/w  opis.
  Z codziennego życia wiadomym jest , że woda przepuszczana jest przez niektóre materiały jak np. tekstylia lub też metale. Istnieją jednak takie materiały, które przepuszczają płyny selektywnie, tzn w jednym kierunku. Do takich materiałów należy  zaliczyć półprzepuszczalne membrany, które w zasadzie spotyka się rzadko.
 Tę niezwykłą właściwość półprzepuszczalnej membrany (występującej w naturze ) zauważono przed 200 laty  obserwując pęcherz świni ( membrana organiczna ) , przez który woda przechodzi tylko w jedną stronę. Ponieważ membrany organiczne ze skór zwierzęcych okazały się niepewne w działaniu, fenomen ten nie mógł być wówczas dobrze zbadany.
  Dopiero w 1860 roku udało się wykonać membranę syntetyczną i mechanizm osmozy mógł być naukowo opisany. Jednakże te pierwsze syntetyczne membrany były mało elastyczne i w ten sposób przeszło prawie sto lat, zanim w zakresie osmozy rozpoczęto znowu systematyczne badania. Bardzo  szczególne właściwości  półprzepuszczalnej membrany  można wykazać w następującym doświadczeniu. 
 
  W środku pojemnika szklanego umieszczona zostaje półprzepuszczalna membrana. Z jednej strony  membrany znajduje się woda z solą o dużym stężeniu, a z drugiej

czysta woda bez soli. Normalnie należałoby oczekiwać, że poziom cieczy po obu stronach membrany będzie taki sam( zasada naczyń połączonych). Po pewnym czasie jednak zauważono, że poziom wody z solą wzrósł, natomiast poziom wody czystej zmniejszył się  co jest pewnego rodzaju zaskoczeniem. Przyczyną takiego nieoczekiwanego wzrostu poziomu wody z solą jest osmoza poprzez membranę. Membrana jak gdyby próbuje wyrównać poziom soli w obu płynach i dlatego czysta woda przepływa na stronę dużego zasolenia. Mechanizm ten ujawnia tę właściwość, że po jednej stronie membrany poziom cieczy jest wyższy niż po drugiej.
 Zjawisko to przyczyniło się do odkrycia w 1952 roku przez Sourirajana, że przebieg osmozy może zachodzić również  odwrotnie i w ten sposób prawie wszystkie zanieczyszczenia znajdujące się w wodzie mogą być z niej usunięte. To zjawisko można dziś określić jako epokowe odkrycie, które spowodowało poważne zainteresowanie się Rządu i przemysłu USA, ponieważ wtedy już wiadomo było, że zasoby czystej wody w naturze są ograniczone, z uwagi na zanieczyszczenie środowiska, a tam gdzie tej wody prawie nie ma, (pustynie) należy korzystać z wody morskiej po jej odsoleniu.

  Metodę tę nazwano „Odwróconą Osmozą” i poparto ją dużym programem przyspieszenia, co spowodowało, że Odwrócona Osmoza została rozwinięta do wysoko efektywnego i korzystnego systemu pozwalającego z wody o dużym zanieczyszczeniu lub zasoleniu, usunąć szkodliwe substancje uzyskując wodę pitną. Biorąc to pod uwagę należy stwierdzić, że „Odwrócona Osmoza” ma w niektórych rejonach świata duże znaczenie i zrezygnowanie z niej byłoby już niemożliwe.
 

Tak np. 30% urządzeń odsalających wodę morską pracuje w Zatoce Perskiej.  Duże zapotrzebowanie przemysłu w USA na czystą wodę, bez tego systemu nie mogłoby być pokryte, a wytwarzanie środków spożywczych bez wykorzystania „Odwróconej Osmozy” byłoby niemożliwe.
 JAK DZIAŁA ODWRÓCONA OSMOZA ?  
 Tłumacząc to zjawisko posłużyć się należy doświadczeniem. A więc biorąc ponownie szklany pojemnik, w środku którego umieszczona zostaje membrana osmozy jak w poprzednim modelu. Po jednej stronie membrany znajduje się woda o dużym zasoleniu, druga część jest pusta.
  Jeżeli więc na tę stronę o dużym zasoleniu wywrzemy nacisk to molekuły wody przejdą przez membranę na stronę pustą. Molekuły soli zaś zostaną po tej samej stronie, gdzie były poprzednio, ponieważ dla nich membrana jest barierą nie do pokonania. Istnieje wiele przyczyn, dlaczego woda przechodzi przez membranę, a zanieczyszczenia pozostają:

Otwory membrany mają bardzo mały przekrój( około 0,0001 mikrona  = 100angstremów . Ponieważ większość molekuł  obcych substancji w wodzie ma wymiary większe niż otwory w membranie, zostają więc zatrzymane.
  Tak więc płaszczyzna membrany jest szczególnego rodzaju sitem spełniającym określoną funkcję. Funkcję tę nazwano „Ultrafiltracją”. Membrana doskonale oddziela z wody wszystkie zawiesiny jak np. azbestu, rdzy, glonów, wodorostów, a także wszystkie bakterie, wirusy, metale ciężkie, pestycydy i herbicydy, jak również organiczne molekuły o ciężarze cząsteczkowym ponad 300  .

Tabela wykresu filtracji zanieczyszczeń.
 
 MECHANIZM  ODWRÓCONEJ OSMOZY.  
 Technologia wytwarzania membrany przewiduje trwałe magnetyzowanie jej górnej warstwy za pomocą  skomplikowanego technicznie procesu. Przyczynia się to do przyciągania przez membranę wszystkich molekuł wody, które przez nią przechodzą. Molekuły innych substancji, które nie posiadają właściwości magnetycznych wody, są przez magnesowaną membranę odpychane.

SKUTECZNOŚĆ DZIAŁANIA MEMBRANY  
 Mechanizm działania „ odwróconej osmozy „ powoduje oddzielenie przez membranę takich ciężkich metali jak: arsenu, kadmu, ołowiu, rtęci, srebra itp. , a także rozpuszczone w wodzie sole baru, chloru, chromu, miedzi, fluoru, manganu, azotu, selenu, sulfatu itp.  Oprócz tego oddzielone zostają ciężkie trucizny jak np. dioxin, a także produkty odpadowe przemysłu chemicznego i prawie wszystkie radioaktywne pierwiastki i ich izotopy jak np. radu i strontu.
  To dokładne i niezawodne oddzielenie na poziomie molekularnym jest tym, co „odwróconą osmozę „ tak bardzo odróżnia od innych sposobów oczyszczania wody.
 Magnetyzacja membrany praktycznie sprawdza każdą molekułę w surowej wodzie wodociągowej pojedynczo i przepuszcza ją lub zatrzymuje. Dużym niebezpieczeństwem dzisiejszego zanieczyszczenia wody są przede wszystkim trucizny, które są rozpuszczone w wodzie ( chociażby tylko w małych ilościach).
  Molekularny sposób oddzielania zachodzący w „ odwróconej osmozie „ zapewnia rzeczywiście w 98% , że wszystkie te substancje znajdujące się w wodzie, a mogące szkodzić ludziom, będą usunięte. ( Taką niebezpieczną substancją jest „DIOXIN” , który już w ekstremalnie małych ilościach może spowodować ciężkie schorzenia ).
 

USUNIĘCIE ZANIECZYSZCZEŃ NA ZEWNĄTRZ  
 Mając na uwadze to, aby szkodliwe substancje nie gromadziły się przed membraną  i nie utrudniały procesów zachodzących w „ odwróconej osmozie „ surowa woda wodociągowa przepływa ciągle po powierzchni membrany spłukując gromadzące się zanieczyszczenia do kanalizacji. Przebieg ten jest ułatwiony przez istniejącą warstwę czystej wody, która wskutek magnetyzacji tworzy się bezpośrednio na powierzchni membrany.
  Na tej  „warstwie poślizgowej” swobodnie pływają molekuły i cząstki, które nie zostały przepuszczone nie wchodząc w kontakt z powierzchnią membrany.
 Ten ciągły przebieg przemywania nie pozwala, aby otwory membrany zostały zatkane lub nieprzepuszczone substancje na niej osiadły. Dzięki tej warstwie poślizgowej i ciągłego przemywania membrany zachowują przez długi okres czasu swoje tak szczególne właściwości.
  Dzięki tej „ długowieczności „ stabilności, niezawodności i dużej wydajności, system „odwróconej osmozy „ szybko zdobył swój rosnący udział w zakładach: przemyśle spożywczym, szpitalach, restauracjach i innych obiektach użyteczności publicznej mających wpływ na zdrowie ludzi.
 
 
 

Zastosowanie:

• przemysł elektroniczny,
• tekstylny,
• szpitale autoklawy, woda procesowa,
• medyczny,
• piekarniczy, 
• produkcja szkła i wyrobów szklanych,
• metalowy galwanizernie,.
• lakiernie,
• garbarnie,
• przemysł farmaceutyczny,
• laboratoria,
• przemysł spożywczy,
• browary,
• kosmetyki,
• przemysł elektroniczny,
• przemysł chemiczny,
• wszędzie tam gdzie niezbędna jest woda zdemineralizowana