Osmoosi on ilmiö, jossa puhdas vesi virtaa laimeasta liuoksesta puoliläpäisevän kalvon läpi väkevämpään liuokseen. Puoliläpäisevä tarkoittaa, että kalvo päästää pienet molekyylit ja ionit läpi, mutta toimii esteenä suuremmille molekyyleille tai liuenneille aineille. Käänteisosmoosi on käänteisen osmoosin prosessi. Väkevämmällä liuoksella on luonnostaan ​​taipumus siirtyä väkevämpään liuokseen.

Miten käänteisosmoosijärjestelmä toimii?

Käänteisosmoosi on prosessi, jossa vedestä poistetaan vieraita epäpuhtauksia, kiinteitä aineita, suuria molekyylejä ja mineraaleja painamalla sitä erikoistuneiden kalvojen läpi. Se on vedenpuhdistusjärjestelmä, jota käytetään parantamaan vettä juomavettä, ruoanlaittoa ja muita tärkeitä käyttötarkoituksia varten.

Jos vedenpainetta ei ole, osmoosilla puhdistettu puhdas vesi (alhaisen pitoisuuden omaava vesi) siirtyy korkean pitoisuuden omaavaan veteen. Vesi työnnetään puoliläpäisevän kalvon läpi. Tässä kalvosuodattimessa on paljon huokosia, jopa 0,0001 mikronin kokoisia, jotka pystyvät suodattamaan noin 99 % epäpuhtauksista, kuten bakteereista (noin -1 mikroni), tupakansavusta (0,07 mikronia), viruksista (0,02–0,04 mikronia) jne. Ja vain puhtaat vesimolekyylit kulkevat sen läpi.

Käänteisosmoosimenetelmällä tapahtuva vedenpuhdistus saattaa suodattaa pois kaikki kehomme tarvitsemat hyödylliset mineraalit, mutta se on tehokas ja todistettu tekniikka puhtaan ja juomakelpoisen veden tuottamiseksi. RO-järjestelmän pitäisi tarjota erittäin puhdasta vettä useiden vuosien ajan, joten voit juoda sitä huoletta.

Miksi kalvosuodatin on tehokas vedenpuhdistuksessa?

Yleisesti ottaen tähän mennessä kehitetyt vedenpuhdistimet luokitellaan pääasiassa kalvottomaan suodatusmenetelmään ja käänteisosmoosivedenpuhdistusmenetelmään, jossa käytetään kalvoa.

Kalvoton suodatinsuodatus suoritetaan enimmäkseen hiilisuodattimella, joka suodattaa vain hanavedestä pahan maun, hajun, kloorin ja joitakin orgaanisia aineita. Useimpia hiukkasia, kuten epäorgaanisia aineita, raskasmetalleja, orgaanisia kemikaaleja ja karsinogeeneja, ei voida poistaa eikä johtaa läpi. Toisaalta käänteisosmoosivedenpuhdistusmenetelmä kalvolla on maailman suosituin vedenpuhdistusmenetelmä, jossa käytetään huippuluokan polymeeritekniikalla valmistettua puoliläpäisevää vedenpuhdistuskalvoa. Se on vedenpuhdistusmenetelmä, joka läpäisee ja erottaa ja poistaa erilaisia ​​hanavedessä olevia epäorgaanisia mineraaleja, raskasmetalleja, bakteereja, viruksia ja radioaktiivisia aineita puhtaan veden valmistamiseksi.

Tuloksena on, että liuotettava aine pysyy kalvon paineistetulla puolella ja puhdas liuotin pääsee kulkemaan toiselle puolelle. Ollakseen "selektiivinen" kalvon ei tulisi päästää suuria molekyylejä tai ioneja huokosten (reikien) läpi, mutta sen tulisi sallia liuoksen pienempien komponenttien (kuten liuotinmolekyylien, eli veden, H2O:n) kulkea vapaasti.

Tämä pätee erityisesti täällä Kaliforniassa, missä vesijohtovesi on erittäin kovaa. Miksi et siis nauttisi puhtaammasta ja turvallisemmasta vedestä käänteisosmoosijärjestelmän avulla?

R/O-kalvosuodatin

1950-luvun alussa UCLA:n tohtori Sidney Loeb mahdollisti käänteisosmoosin (RO) käytön kehittämällä yhdessä Srinivasa Sourirajanin kanssa puoliläpäiseviä anisotrooppisia kalvoja. Keinotekoiset osmoosikalvot ovat erityisesti suunniteltuja puoliläpäiseviä kalvoja, joiden huokoset ovat 0,0001 mikronia eli miljoonasosa hiuksen paksuudesta. Tämä kalvo on polymeeritekniikalla valmistettu erityinen suodatin, jonka läpi kemialliset epäpuhtaudet, bakteerit ja virukset eivät pääse.

Kun saastunutta vettä paineistetaan tämän erityisen kalvon läpi, suurimolekyylipainoiset kemikaalit, kuten veteen liuennut kalkkivesi, ja suurimolekyylipainoiset kemikaalit, kuten veteen liuennut kalkki, kulkeutuvat puoliläpäisevän kalvon läpi vain puhdasta, pienimolekyylipainoista vettä, liuennutta happea ja pieniä määriä orgaanisia mineraaleja sisältäen. Ne on suunniteltu poistumaan kalvosta uuden veden paineen vaikutuksesta, joka ei läpäise puoliläpäisevää kalvoa ja jatkaa työntymistään sisään.

Tuloksena on, että liuotettava aine pysyy kalvon paineistetulla puolella ja puhdas liuotin pääsee kulkemaan toiselle puolelle. Ollakseen "selektiivinen" kalvon ei tulisi päästää suuria molekyylejä tai ioneja huokosten (reikien) läpi, mutta sen tulisi sallia liuoksen pienempien komponenttien (kuten liuotinmolekyylien, eli veden, H2O:n) kulkea vapaasti.

Lääketieteellisiin tarkoituksiin lanseeratut kalvot kehitettiin sotilaalliseen sodankäyntiin tai sotilaiden puhtaan ja saastumattoman juomaveden tarjoamiseksi, ja ne puhdistavat edelleen astronauttien virtsaa, joka kerätään avaruustutkimuksen aikana odottamattomien tapahtumien aikana. Niitä käytetään ilmailu- ja avaruustekniikassa juomaveden tuotannossa, ja viime aikoina suuret juomayhtiöt ovat käyttäneet suurikapasiteettisia teollisuusvedenpuhdistimia pullojen valmistukseen, ja niitä käytetään laajalti kotitalouksien vedenpuhdistimissa.