Reverzná osmóza
Reverzná osmóza je v súčasnosti najdokonalejšia prakticky využívaná technológia na úpravu pitnej vody. Je to najbežnejšie používaná technológia na úpravu pitnej vody v najväčších spoločnostiach vyrábajúcich balenú vodu.
Zo všetkých filtračných technológií na čistenie pitnej vody v domácnosti, reverzná osmóza odstraňuje z vody najširšiu škálu kontaminantov! Reverzná osmóza efektívne odstraňuje: ťažké kovy, dusičnany, herbicídy, pesticídy, baktérie, vírusy
Nakoľko je osmotická membrána veľmi jemná, v prípade, že by sa nainštalovala priamo na vodu z kohútika, za niekoľko dní by sa zničila. Väčšie nečistoty by osmotickú membránu zaniesli, poškodili alebo rovno prederavili. Aby sa mohla voda prečistiť použitím reverznej osmózy, musí byť voda predpripravená, čiže musí prejsť v záujme ochrany a čo najdlhšej trvanlivosti osmotickej membrány najprv mechanickými filtrami a filtrom s aktívnym uhlím. Preto sa hovorí o takzvaných filtračných systémoch na čistenie vody na princípe reverznej osmózy.
Typický filtračný systém reverznej osmózy sa zvyčajne skladá zo sedimentačných predfiltrov, predfiltra s aktívnym uhlím, membrány reverznej osmózy, skladovacej nádrže a kohútika, ktorý privedie filtrovanú vodu na Váš drez. Filtračné systémy reverznej osmózy sa líšia v počte filtračných stupňov, kvalite osmotickej membrány, množstva vyprodukovanej vody, a veľkosti zásobníka vody.
Aby sme pochopili jav ktorý nastáva pri reverznej osmóze, musíme najprv pochopiť ako funguje naturálna osmóza.
Ako funguje osmóza ?
Osmóza je pre život buniek nevyhnutná!
Osmóza je prirodzeným javom, ktorý neustále prebieha v každej živej bunke. Pri osmóze ide o prenikanie molekúl vody cez polopriepustnú osmotickú membránu (blanu), ktorou sú bunky všetkých živých organizmov obalené. Voda tu slúži ako rozpúšťadlo, kde voda z nižšou hustotou dopravuje živiny do buniek s vyššou hustotou vnútrobunkovej tekutiny. Princíp osmózy zabezpečuje väčšinu vnútrobunkových procesov a celkovú výživu buniek organizmu, a tým aj jeho existenciu, život.
V prípade rozdelenia dvoch rôzne nasýtených roztokov osmotickou membránou sa pomocou prirodzeného osmotického tlaku začnú koncentrácie roztokov vyrovnávať: z roztoku menej nasýteného (čistá voda) začnú prenikať do hustého roztoku (znečistená voda) molekuly vody, až kým sa koncetrácie obidvoch roztokov nevyrovnajú. Prečo je to tak?
Väčšina chemických zlúčenín, ktoré sú rozpustné vo vode, sú oveľa väčšie ako molekula H2O.
Dôvodom, prečo funguje naturálna osmóza popísaným spôsobom je, že molekuly takmer všetkých vo vode rozpustných chemických zlúčenín sú oveľa väčšie ako molekula vody. Prírodné polopriepustné (osmotické) membrány sú tenučké materiály s výnimočne malou pórovitosťou. Póry prírodných osmotických membrán majú veľkosť cca 0,0001 mikrometra, čo je presne veľkosť molekuly vody.
Prírodné osmotické membrány (blany stien buniek) sú akési „sitká“ či „cedítka“ s otvormi zodpovedajúcimi zhruba veľkosti molekuly vody.
Molekula vody H2O je zložená z dvoch atómov vodíka a jedného atómu kyslíka. Vodík je najmenším atómom v prírode a kyslík je len o niečo väčší. Preto je aj molekula vody vždy menšia od prvkov a zlúčenín, ktoré sú v nej rozpustené. Pri naturálnej osmóze to znamená, že kým malé molekuly vody cez osmotickú membránu prenikajú pomerne ľahko, takmer všetky ostatné zlúčeniny rozpustené vo vode sa cez malé póry osmotickej mebmrány dostávajú len veľmi ťažko.
Čiže ak je v okolí bunky roztok menej nasýtený ako v bunke, tak do bunky pomocou prirodzeného osmotického tlaku začnú predovšetkým prenikať molekuly vody, až kým sa koncentrácie roztokov nevyrovnajú.
Pozn.: 1 milimeter = 1000 mikrometrov, čiže póry osmotickej membrány sú desaťtisíckrát menšie než 1 milimeter. Na vytvorenie čiarky o dĺžke 1 mm by sme potrebovali 10.000.000 molekúl H2O!
Ako funguje reverzná osmóza ?
Reverzným procesom nazývame taký proces, ktorý prebieha opačným smerom. Naturálna osmóza je zázračný život udržujúci jav. Ďalším čarom osmózy však je, že ak prekonáme osmotický tlak, dosiahneme presne opačný výsledok *:
Čiže miesto dvoch rovnako koncentrovaných roztokov (čo je výsledok pôsobenia prírodnej osmózy), ak vyvoláme dostatočný tlak na strane koncentrovanejšieho (znečistenejšieho) roztoku, pretlačením cez osmotickú membránu v smere opačnom ako pri naturálnej osmóze - teda metódou nazývanou revezná osmóza - získame na jednej strane osmotickej membrány nečistoty a na strane druhej skoro úplne ČISTÚ VODU.
Filtráciou vody pomocou reverznej osmózy sa z vody odstráni 85 – 99 % všetkých kontaminantov.
Princípom reverznej osmózy je využitie polopriepustnej membrány s pórmi veľkosti 0,0001 - 0,0002 mikrometra. Póry osmotickej membrány sú približne také veľké ako molekula vody - H2O. Nakoľko molekula vody je jednou z najmenších molekúl (vodík je najmenší prvok), osmotická membrána týmto spôsobom prepustí len molekuly vody, prípadne malé množstvo niektorých prvkov, ale zadrží takmer všetky ostatné kontaminanty - znečistenie, kaly, chemické zlúčeniny, baktérie, vírusy atd.
* Molekuly vody, ktoré sa pretláčajú cez póry osmotickej membrány musia prekonať odpor zo strany osmotickej membrány - osmotický tlak. Preto je potrebný pre vzik reverznej osmózy vyvinúť vonkajší tlak prevyšujúci tlak osmotický. Zvyčajne pre tento účel úplne dostačuje tlak obyčajného vodovodu (asi 4-8 bary). Pre systémy reverznej osmózy pripojené na vodovod so sníženým tlakom (menej ako 2 bary) sa doporučuje inštalácia prídavného čerpadla.
Využitie reverznej osmózy
Reverzná osmóza je najdokonalejšia bežne dostupná metóda čistenia vody. Pomocou reverznej osmózy sme schopní z vody odstrániť 96 - 99 % všetkých kontaminantov.
Reverzná osmóza je najvhodnejšia filtračná metóda na čistenie vody zo studne.
Kvalitný systém domácej reverznej osmózy dokáže aj z kontaminovanej studničnej vody vyrobiť kryštáľovo čistú, zdravotne nezávadnú pitnú vodu. Filtračné systémy reverznej osmózy sú celkove najlepším riešením v poľnohospodárskych oblastiach, kde je voda kontaminovaná vysokým obsahom nitrátov. Tiež sú filtračné systémy reverznej osmózy obzvlášť vhodné na filtráciu vody kontaminovanej aj napr. fekálnymi baktériami, či nebezpečne vysokými hladinami ťažkých kovov, ako sú ortuť, olovo, arzén atd.
Pri filtrácii vody zo studne, ktorá obsahuje, alebo by mohla obsahovať biologické kontaminanty, doporučujeme doplniť fiktračný systém reverznej osmózy o UV lampu a nespoliehať sa iba na schopnosti osmotickej membrány, ktorá môže časom strácať svoju účinnosť.
Reverzná osmóza je vhodná aj na filtráciu a následné zmäkčenie obzvlášť tvrdej mestskej vody.
Ďalším, obzvlášť vhodným použitím filtračných systémov reverznej osmózy je filtrácia a následné zmäkčenie obzvlášť tvrdej komunálnej vody. Za každých okolností dostávate filtráciou pomocou reverznej osmózy veľmi mäkkú, extra-čistú vodu, ktorá sa svojou kvalitou podobá čistej dažďovej, alebo destilovanej vode.
Filtrácia vody pomocou reverznej osmózy je vhodným riešením aj pre ľudí, ktorí chcú piť obzvlášť mäkkú vodu, podobnú vode z ľadovcov alebo čistej dažďovej vode.
Nakoľko sa osmotická membrána rýchlo znehodnocuje pôsobením chlóru, železa, mangánu, či sulfátov, Váš domáci systém reverznej osmózy by mal obsahovať aj sedimentačný predfilter a predfilter/postfilter s aktívnym uhlím. Taktiež sa zvyčajne za osmotickú membránu umiestňuje mineralizátor, ktorý vodu filtrovanú pomocou reverznej osmózy obohatí o zdraviu prospešné minerály vo vyváženom pomere. Životnosť osmotickej membrány je 2-4 roky.
Aké kontaminanty odstraňuje reverzná osmóza ?
| hliník | 97-98% | meď | 97-98% |
| arsén | 94-96% | hořčík | 95-98% |
| čpavok | 85-95% | mangán | 97-98% |
| baryum | 96-98% | sodík | 94-98% |
| bromid | 93-96% | nikel | 97-99% |
| olovo | 96-98% | dusičnany | 92-97% |
| bikarbonát | 90-95% | fosforečnany | 98-99% |
| kadmium | 95-98% | ortuť | 95-97% |
| vápník | 95-98% | selén | 94-96% |
| chlórid | 90-95% | striebro | 95-97% |
| chróm | 96-98% | křemičitany | 94-96% |
| chromany | 90-97% | stroncium | 98-99% |
| kyanid | 90-95% | sírany | 97-98% |
| železo | 97-98% | siřičitany | 97-98% |
| fluorid | 93-95% | thiosíran | 97-98% |
| draslík | 94-97% | zinok | 97-99% |
| pesticídy | 85-99% | herbicídy | 85-99% |
| tvrdosť vody | 95-98% | baktérie | cez 99% |
