Proces odwróconej osmozy

Odwrócona osmoza jest metodą filtracji, która służy do usuwania jonów i cząsteczek z roztworu, poprzez nałożenie ciśnienia na roztwór po jednej stronie membrany półprzepuszczalnej lub selektywnej.

Przebieg procesu

W odwróconej osmozie duże cząsteczki (substancje rozpuszczone) nie mogą przekraczać membrany, więc pozostają one na jednej stronie.
Woda (rozpuszczalnik) może przechodzić przez membranę. W rezultacie cząsteczki rozpuszczalne stają się bardziej skoncentrowane po jednej stronie membrany, a druga strona staje się bardziej rozcieńczona.

Aby zrozumieć odwrotną osmozę, najpierw należy zrozumieć, jak masa jest transportowana przez dyfuzję i regularną osmozę. Rozproszenie jest ruchem cząsteczek z regionu o wyższym stężeniu do regionu o niższym stężeniu. Osmoza jest szczególnym przypadkiem dyfuzji, w której cząsteczki to woda, a gradient koncentracji występuje na półprzepuszczalnej membranie.

Występowanie osmozy odwróconej

Membrana półprzepuszczalna umożliwia przemieszczanie wody, ale nie jonów lub większych cząsteczek (np. glukozy, mocznika, bakterii). Rozproszenie i osmoza są korzystne termodynamicznie i będą kontynuowane aż do osiągnięcia równowagi. Osmoza może zostać spowolniona, zatrzymana lub nawet odwrócona, jeśli do zatężonej boku membrany zostanie nałożone wystarczające ciśnienie.

Proces odwrócenia osmozy występuje wówczas, gdy woda przepływa przez membranę do gradientu, od niższego stężenia do wyższego stężenia. Jeśli odbywa się normalna osmoza, woda słodka przechodzi przez membranę w celu rozcieńczenia stężonego roztworu. W odwróconej osmozie, z boku skoncentrowanego roztworu wywiera się nacisk, aby wymieszać cząsteczki wody przez membranę ze świeżą stroną wody.

Zastosowanie odwróconej osmozy

Odwrotna osmoza różni się od prostej filtracji membranowej, ponieważ obejmuje dyfuzję i wpływa na natężenie przepływu i ciśnienie. Jest jednak bardzo często stosowana w komercyjnej i mieszkalnej filtracji.
Zastosowanie w oczyszczaniu ścieków jest ograniczone, przez wysokie koszty operacyjne z powodu problemów związanych z zanieczyszczeniem membran. W przypadku ścieków przemysłowych, odwróconą osmozę stosuje się w celu zwiększenia efektywności procesu odzyskiwania cennych składników.

Jest to również jedna z metod stosowanych do odsalania wody morskiej.
Odwrócona osmoza nie tylko redukuje sól, ale także filtruje metale, zanieczyszczenia organiczne i patogeny. Czasami odwrotna osmoza jest stosowana do oczyszczania cieczy, w których woda jest niepożądanym zanieczyszczeniem. Może być użyta na przykład do oczyszczania etanolu lub alkoholu.

Artykuł powstał we współpracy z firmą Rosmosis